[发明专利]高瓦斯软弱煤层抽采系统及方法

权利要求书

1.高瓦斯软弱煤层抽采系统，其特征在于，包括：

瓦斯抽采管(1)，尾端连接有抽采泵(8)；

封孔器(2)，设置于所述瓦斯抽采管(1)上，用于将抽采钻孔(9)的孔口封闭；

伸缩式网兜(3)，套在所述瓦斯抽采管(1)外；

滑套(4)，滑动安装在所述瓦斯抽采管(1)上；

支撑骨架(5)，一端与所述滑套(4)铰接，另一端与所述伸缩式网兜(3)铰接；

线性驱动件(6)，设置在所述瓦斯抽采管(1)上，用于驱动所述滑套(4)滑动；

弹性元件(7)，设置在所述滑套(4)与所述线性驱动件(6)之间；

所述瓦斯抽采管(1)连同所述伸缩式网兜(3)插入煤层上的抽采钻孔(9)中后，所述线性驱动件(6)驱动所述滑套(4)移动至撑开位置时，所述支撑骨架(5)展开将所述伸缩式网兜(3)撑开并与所述抽采钻孔(9)的壁面抵接;

所述支撑骨架(5)沿所述滑套(4)的轴向间隔设置多个，每个所述支撑骨架(5)包括沿所述滑套(4)的周向均匀布置的多根连杆(501)，每根所述连杆(501)的一端与所述滑套(4)铰接，另一端朝前向外延伸与所述伸缩式网兜(3)铰接。

2.根据权利要求1所述的高瓦斯软弱煤层抽采系统，其特征在于，所述封孔器(2)包括：

柔性注浆囊体(201)，套在所述瓦斯抽采管(1)上，且外壁上设有注浆孔(204)；

注浆泵(203)，通过注浆管(202)与所述柔性注浆囊体(201)的内腔连通；

所述注浆泵(203)向所述柔性注浆囊体(201)中注入密封浆液后，将迫使所述柔性注浆囊体(201)膨胀以使其贴紧所述瓦斯抽采管(1)和所述抽采钻孔(9)。

3.根据权利要求2所述的高瓦斯软弱煤层抽采系统，其特征在于：所述封孔器(2)还包括自动挤压模块，所述自动挤压模块设置在所述瓦斯抽采管(1)上，用于迫使所述柔性注浆囊体(201)膨胀；

所述自动挤压模块包括能够相互靠近或远离的两个挤压套(205)；

其中，两个挤压套(205)分别位于所述柔性注浆囊体(201)的前侧和后侧，位于前侧的所述挤压套(205)与所述瓦斯抽采管(1)固定连接，位于后侧的所述挤压套(205)与所述瓦斯抽采管(1)螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的高瓦斯软弱煤层抽采系统，其特征在于：所述柔性注浆囊体(201)的内腔壁的两端设有挤压锥面，所述挤压套(205)面向所述柔性注浆囊体(201)的一端设有与对应的所述挤压锥面相配合的配合锥面(206)。

5.根据权利要求1所述的高瓦斯软弱煤层抽采系统，其特征在于：所述弹性元件(7)为套在所述瓦斯抽采管(1)上的螺旋弹簧；

所述线性驱动件(6)为套在所述瓦斯抽采管(1)外，并与所述瓦斯抽采管(1)螺纹连接的顶推螺母。

6.根据权利要求1-5任一项所述的高瓦斯软弱煤层抽采系统，其特征在于：所述煤层上还设有增抽导向孔(10)，所述抽采钻孔(9)以所述增抽导向孔(10)为中心均匀分布在所述增抽导向孔(10)的四周；

所述增抽导向孔(10)内设有对所述增抽导向孔(10)周围煤层施加动态扰动，以使其产生裂隙的加载机构，所述瓦斯抽采管(1)的抽采范围与所述增抽导向孔(10)的致裂范围部分重合。

7.根据权利要求6所述的高瓦斯软弱煤层抽采系统，其特征在于：所述加载机构包括液态CO2相变器(11)，所述液态CO2相变器(11)用于将液态CO2气化成高压CO2气体并通过泄能口(12)向所述增抽导向孔(10)的壁面定向排放。

8.根据权利要求7所述的高瓦斯软弱煤层抽采系统，其特征在于：所述泄能口(12)在所述液态CO2相变器(11)上沿所述增抽导向孔(10)的周向均匀布置多个，每个所述泄能口(12)均对准一个所述抽采钻孔(9)。

9.高瓦斯软弱煤层抽采方法，使用权利要求1-8任一项所述的高瓦斯软弱煤层抽采系统进行抽采，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、在煤层上钻取抽采钻孔(9)；

步骤2、将瓦斯抽采管(1)插入抽采钻孔(9)内；

步骤3、线性驱动件(6)驱动滑套(4)向前移动，弹性元件(7)受压产生向前的推力，使得支撑骨架(5)展开，将伸缩式网兜(3)撑开并支撑抽采钻孔(9)的壁面；

步骤4、利用封孔器(2)将抽采钻孔(9)的孔口封闭；

步骤5、启动抽采泵(8)进行瓦斯抽采，当钻孔围岩应力较大时，伸缩式网兜(3)径向收缩，支撑骨架(5)内收，弹性元件(7)受压，使得高应力释放，实现让压，使得钻孔围岩卸压。