[发明专利]一种空气脉冲循环动力作用疏堵增透装置及方法

说明书

本发明公开一种空气脉冲循环动力作用疏堵增透装置及方法，包括空气脉冲发生装置、抽采钻孔疏堵增透装置，所述空气脉冲发生装置与所述抽采钻孔疏堵增透装置通过连接管路连通；空气脉冲发生装置包括主机，所述主机包括箱体、在箱体内底部设置的增压泵、与增压泵连通的增压管路，在增压管路上设置的卸压阀门、控制阀门、压力表，当压力表显示增压管路内压力上升或者回落到设定值时，泄压阀门自动打开或关闭。本发明通过在抽采钻孔内建立增压—泄压反复作用的空气动力场，可以清除钻孔瓦斯渗流通道和抽采管内瓦斯流动通道的堵塞物，疏通了瓦斯流通通道；增加了瓦斯渗流通道，有效提高了煤体透气性，实现了提高低浓度抽采钻孔瓦斯浓度和流量的目标。

技术领域

本发明涉及瓦斯抽采技术领域，特别涉及一种空气脉冲循环动力作用疏堵增 透装置及方法。

背景技术

煤炭工业是我国国民经济和社会发展的基础产业。随着煤矿产量的增加、开 采强度的增大，国家对煤矿的高产高效提出了更高的要求，随之而来的就是矿井 瓦斯涌出量增加以及煤与瓦斯突出等一系列问题，由瓦斯引起事故已成为我国矿 井最严重的安全事故之一。

瓦斯抽采是防治煤矿瓦斯事故的根本性技术措施，也是实现煤与瓦斯共采、 煤层气利用、提高资源回收率、减少大气污染、煤矿绿色开采的时代要求。我国 煤与瓦斯突出防治法规规定，对于不具备保护层开采条件的突出煤层，必须实施 煤层瓦斯区域预抽措施，依靠区域预抽措施彻底消除煤与瓦斯突出危险性。从瓦 斯抽采现场实践看，抽采钻孔抽采一段时间后，钻孔瓦斯浓度衰减，衰减的原因 主要有：钻孔封孔质量差、瓦斯源自然衰减、瓦斯流动通道封闭等。现有大量用 于提高瓦斯抽采效率的技术手段，诸如高压水力压裂增透技术、液态CO₂致裂增 透技术，但对于现有技术中抽采过程中的钻孔运行到后期，因钻孔已经封堵，受 抽采管强度限制，不适合采用高压流体或爆破技术进行疏堵增透。

针对煤层裂隙被煤粉、积水堵塞，抽采管被煤粉填满，瓦斯流动通道封闭造 成瓦斯浓度低的问题，如何疏堵增透，成为一个重要的研究课题。

发明内容

本发明为解决上述现有技术中针对煤层裂隙被煤粉、积水堵塞，抽采管被煤 粉填满，瓦斯流动通道封闭造成瓦斯浓度低的问题，利用井下方便使用的压缩空 气，通过研究压缩空气循环脉冲疏堵增透机理，提供一种空气脉冲循环动力作用 疏堵增透装置及方法，能够同时完成钻孔疏堵和钻孔增透抽采操作，具有操作方 便和抽采效率高等优点。

本发明为实现上述技术目的所采用的技术方案如下：

一种空气脉冲循环动力作用疏堵增透装置，包括空气脉冲发生装置、抽采钻 孔疏堵增透装置，所述空气脉冲发生装置与所述抽采钻孔疏堵增透装置通过连接 管路连通；所述空气脉冲发生装置包括主机，所述主机包括箱体、在箱体内底部 设置的增压泵、与增压泵连通的增压管路，在增压管路上设置的卸压阀门、控制 阀门、压力表，所述控制阀门控制主机的开启，压力表用于监测增压管路内的压 力，当压力表显示增压管路内压力上升或者回落到设定值时，泄压阀门自动打开 或关闭。

进一步地，所述抽采钻孔疏堵增透装置包括设置在抽采钻孔内的抽采管。

进一步地，所述连接管路包括紧固在抽采管上的专用快速接头、以及依次连 通的板把式快速接头B、金属软管、板把式快速接头A，板把式快速接头A的另 一端连通主机的增压管路。

一种空气脉冲循环动力作用疏堵增透方法，工作过程包括：

S1：将空气脉冲发生装置安放到合适位置，安装连接管路，将空气脉冲发生 装置与抽采管1连通，抽采管和连接管路将井下压缩空气引至主机，然后打开控 制阀门，装置开始运行；

S2：增压泵加压后的压缩空气经过板把式快速接头A、金属软管、板把式快 速接头B、专用快速接头、抽采管充入抽采钻孔内；

S3：根据压力表的示数显示，当增压管路内压力达到上限设定值后，泄压阀 门自动打开，压缩空气往钻孔内的增压过程停止；