[发明专利]一种多级递进式瓦斯抽采装置及方法

说明书

一种多级递进式瓦斯抽采装置及方法，装置包括套有隔板和‘蘑菇’状隔板的多级套管，高压管道一的一端依次穿过三级套管、二级套管和一级套管，抽采管道位于三级套管内部，三通阀门一端连接高压管道一，另外两端分别连接高压管道二和高压管道三，高压管道二和高压管道三分别通过接口一、接口二连接吸压搅一体化装置搅压罐和吸压搅一体化装置吸罐，启动吸压搅一体化装置搅压罐，向充填区一注入密封浆液，启动控制装置，收回套环二，调转三通阀门，连通高压管道一和高压管道二，开启吸压搅一体化装置吸罐，清除高压管道一内的密封浆液，第一次封孔过程完成后，待瓦斯抽采浓度大幅下降时，推移高压管道一到达充填区二，重复上述操作，分别将密封浆液注入充填区二和充填区三，进行相应的瓦斯抽采作业，实现多级递进式瓦斯抽采，完成了多次封孔，延续了瓦斯抽采效果和钻孔的使用周期。

技术领域

本发明涉及一种多级递进式瓦斯抽采装置及方法，属于煤矿井下瓦斯治理技术领域。

背景技术

煤炭资源在我国消耗能源占比中占很大比例，煤炭资源的安全生产问题越来越受到社会和政府的关注，对瓦斯进行防控有助于解决我国矿井瓦斯灾害频发的问题。目前，瓦斯防治方针是先抽后采。我国瓦斯抽采率低下的原因，除了不可控的地质因素外，最主要影响因素是钻孔封堵不严的问题。在受到煤岩应力重新分布及煤质基质收缩和蠕变等影响，钻孔周围的裂隙发生扩展，同时出现新生裂隙通道，传统的单次封孔会出现漏风现象，导致瓦斯抽采浓度下降，效率变低，如何解决上述问题，实现二次及二次以上封孔，延续瓦斯抽采效果和钻孔的使用周期将会是实现矿井瓦斯高效抽采的关键。

发明内容

技术问题：本发明的目的是为了在煤矿井下瓦斯连续抽采期间，进行多级递进式多次封孔，实现钻孔的长时间密封、延续瓦斯的抽采效率和钻孔的生命使用周期的目的，提供一种多级递进式瓦斯抽采装置及使用方法。

技术方案：本发明的多级递进式瓦斯抽采装置，包括套有隔板一的一级套管、套有‘蘑菇’状隔板一和隔板二的二级套管和套有‘蘑菇’状隔板二和隔板三的三级套管，其中一级套管内套二级套管、二级套管内套三级套管和三级套管内套抽采管道，三级套管的内端口和抽采管道表面设有密封盖，二级套管和三级套管上分别设有卡体一和卡体二，高压管一的一部分深入三级套管内部，一端穿过三级套管、二级套管和一级套管，使得管口深入充填区一，另一端连接三通阀门，三通阀门的另外两端分别连接高压管道二和高压管道三，高压管道二通过接口一与吸压搅一体化装置搅压罐连接，高压管道三通过接口二与吸压搅一体化装置吸罐连接，吸压搅一体化装置吸罐位于吸压搅一体化装置搅压罐的上端，所述的隔板一、隔板二和隔板三分别固定在一级套管、二级套管和三级套管上面，受重力影响，‘蘑菇’状隔板一和‘蘑菇’状隔板二能分别在二级套管和三级套管的表面向下滑动。

所述高压管一前端是由套环一、套环二、单向片一、单向片二、分裂区一和分裂区二构成，单向片一位于高压管一的最上端，以下依次是分裂区一、单向片二和分裂区二，单向片一和单向片二位于高压管的内壁，分裂区一和分裂区二为高压皮管一的分裂部位，套环一和套环二分别紧套分裂区一和分裂区二。

所述套环一和套环二由细绳、环圈、铰链、半环体一、半环体二开关板一、开关板二和遥控装置构成，半环体一和半环体二的一端由铰链连接，另一端分别连接开关板一和开关板二，遥控装置能控制开关板一和开关板二的张合，实现套环一和套环二对高压管道一的紧固和分离，环圈横向穿入铰链，环圈的另一端与细绳连接。

所述‘蘑菇’状隔板一和‘蘑菇’状隔板二由‘蘑菇’状凹槽体、锁拴和隔档片构成，‘蘑菇’状凹槽体上端设有锁栓，锁栓连接隔档片，使得隔档片能绕锁拴转动。

本发明的多级递进式瓦斯抽采方法，包括以下步骤：

a.在深部煤层中按照施工要求打出钻孔；

b.将隔板一、隔板二、隔板三、‘蘑菇’状隔板一和‘蘑菇’状隔板二对应地套在一级套管、二级套管和三级套管上，依次套接一级套管、二级套管、三级套管和抽采管道；