[发明专利]一种低透气倾斜煤层煤与瓦斯流态化共采系统及方法

权利要求书

1.一种低透气倾斜煤层煤与瓦斯流态化共采系统，包括开设在煤层开采条带中的钻孔一（25）和钻孔二（17）、分别开设在煤层开采条带上方和边界的开采巷道（15）和轨道巷道（8）；所述钻孔一（25）为未经过疲劳致裂作业处理的钻孔；所述钻孔二（17）为经过疲劳致裂作业处理的钻孔；

其特征在于，还包括液氮循环疲劳致裂增透单元、水力流态化开采与瓦斯抽采单元、水力流态化运输单元以及采空区膏体充填单元；

所述液氮循环疲劳致裂增透单元包括液氮泵送机（4）、抽气泵Ⅰ（5）、封孔塞Ⅰ（10）、液氮输送管（9）和瓦斯抽采管Ⅰ（6）；所述液氮泵送机（4）和抽气泵Ⅰ（5）均安装在轨道巷道（8）中；所述封孔塞Ⅰ（10）安装于钻孔一（25）的顶部；所述液氮输送管（9）和瓦斯抽采管Ⅰ（6）均铺设在开采巷道（15）中，液氮输送管（9）的入口端与液氮泵送机（4）的输出口连接，其出口端穿过封孔塞Ⅰ（10）后延伸到钻孔一（25）的底部，瓦斯抽采管Ⅰ（6）的出口端与抽气泵Ⅰ（5）的抽气口连接，其入口端穿过封孔塞Ⅰ（10）后止于钻孔一（25）的顶部；

所述水力流态化开采与瓦斯抽采单元包括注水泵（2）、抽气泵Ⅱ（3）、封孔塞Ⅱ（13）、高压射流器（21）、高压输水管（12）、瓦斯抽采管Ⅱ（11）和管路升降机构（26）；所述注水泵（2）和抽气泵Ⅱ（3）均安装在轨道巷道（8）中；所述封孔塞Ⅱ（13）安装于钻孔二（17）的顶部；所述高压射流器（21）由高压射流管（23）、旋转机构（18）和射流喷嘴（24）及激光测距传感器（27）和射流控制器（28）组成；所述高压输水管（12）和瓦斯抽采管Ⅱ（11）均铺设在开采巷道（15）中，高压输水管（12）的进液端与注水泵（2）的出水口连接，其出液端与高压射流器（21）的入水口连接；所述瓦斯抽采管Ⅱ（11）的出口端与抽气泵Ⅱ（3）的抽气口连接，其入口端穿过封孔塞Ⅱ（13）后止于钻孔二（17）的顶部；所述高压射流管（23）的出液端通过封孔塞Ⅱ（13）中心的通孔伸入到钻孔二（17）中；所述旋转机构（18）可转动的安装在高压射流管（23）的出液端；所述射流喷嘴（24）安装在旋转机构（18）上，并通过旋转机构（18）与高压射流管（23）相连通；所述激光测距传感器（27）安装在射流喷嘴（24）旁，用于实时测量射流喷嘴（24）到煤壁的距离信号；射流控制器（28）安装在旋转机构（18）中，用来根据激光测距传感器（27）反馈的距离信号即时调整射流强度；所述管路升降机构（26）固定连接在封孔塞Ⅱ（13）上，并与高压输水管（12）、高压射流管（23）连接，用于对高压射流管（23）进行升降控制，以实现高压射流管（23）的出液端在钻孔二（17）中位置的改变；

所述水力流态化运输单元包括煤体流态化运输巷道（22）和煤体流态化运输管（16）；所述煤体流态化运输巷道（22）开设在煤层下方的岩层中，并处于煤层开采条带的下端；所述煤体流态化运输管（16）安装在煤体流态化运输巷道（22）中，其进料端通过开设在岩层中的落煤孔（20）与煤层相连通；

所述采空区膏体充填单元包括膏体泵送机（1）和充填管（14）；所述膏体泵送机（1） 安装在轨道巷道（8）中；所述充填管（14） 铺设在开采巷道（15）中，其进料端与膏体泵送机（1）的出料口连接，其出料端伸入到采空区中。

2.根据权利要求1所述的一种低透气倾斜煤层煤与瓦斯流态化共采系统，其特征在于，所述高压射流管（23）外壁安装有导向滑轮，用于减少移动过程与钻孔内壁之间的摩擦力。

3.根据权利要求1或2所述的一种低透气倾斜煤层煤与瓦斯流态化共采系统，其特征在于，所述射流喷嘴（24）的射流方向垂直于钻孔二（17）；射流喷嘴（24）的数量为两个，且两两之间夹角为180°。

4.根据权利要求3所述的一种低透气倾斜煤层煤与瓦斯流态化共采系统，其特征在于，还包括供电控制单元，所述供电控制单元分别与液氮泵送机（4）、抽气泵Ⅰ（5）、注水泵（2）、抽气泵Ⅱ（3）、膏体泵送机（1）和高压射流器（21）连接。

5.根据权利要求4所述的一种低透气倾斜煤层煤与瓦斯流态化共采系统，其特征在于，所述落煤孔（20）呈棱台漏斗形状。