[发明专利]一种提高钻孔瓦斯抽采效率的方法及装置

摘要

本发明公开了一种提高钻孔瓦斯抽采效率的方法，即在依照传统瓦斯抽采方法已布置了一系列瓦斯抽采孔的基础上，在目标煤层上方15-30米处的瓦斯治理巷道中，布置一套占用空间小、本质安全、能量可控的可控脉冲振动装置。对该可控脉冲振动装置实施脉冲冲击振动并作用于待开采目标煤层上方的顶板上，通过对待开采目标煤层上的顶板施加脉冲振动，从而使目标煤层的煤体受到相应的脉冲冲击，有利于煤体中原有的裂隙扩展并产生新的裂隙通道，使煤体中的瓦斯移动更加顺畅，同时煤体内大量的吸附瓦斯转变成游离瓦斯，加速了瓦斯从微孔隙解吸、扩散和流动，大大提高钻孔瓦斯抽采效率。经试验证明，采用本发明提供的方法，瓦斯抽采效率能提高约400%。

主权项

一种提高钻孔瓦斯抽采效率的方法，其特征在于，包括如下步骤：a.在已有的目标煤层的上方，距离煤层法距约15‑30米的岩层中开设的瓦斯治理巷道中，选取完整的目标煤层上方的顶板，在该位置点的瓦斯治理巷道中布置可控脉冲振动装置，可控脉冲振动装置包括绞车、钢丝绳、固定在瓦斯治理巷道顶部的定滑轮、锤体及能量传递装置，钢丝绳一端与绞车连接并由绞车控制其收放，钢丝绳另一端绕过定滑轮后连接锤体，锤体下方的顶板上挖有一个直径大于锤体的基坑，基坑底部中间设有一个能量传递装置，能量传递装置底端伸入顶板内、顶端伸出基坑底部，锤体落下时正好击打在能量传递装置的顶端上；b.在可控脉冲振动装置的振动影响区域内，在基坑周围施工多个瓦斯抽采孔，并布置实施瓦斯抽采所需的抽采装置，然后开始实施瓦斯抽采，并采用钻孔多级流量计在线记录温度、压差及瓦斯流速的变化，采用管道高浓瓦斯传感器在线记录瓦斯浓度的变化；c.对可控脉冲振动装置实施脉冲冲击振动，即利用绞车控制将可控脉冲振动装置的锤体提升到设定高度，先松离合，再松制动，使锤体自由落体击打基坑中的能量传递装置，基坑中的能量传递装置将振动所产生的能量传递到顶板下的目标煤层，利用矿井地震仪记录振动所产生的振动特征，利用钻孔多级流量计及管道高浓瓦斯传感器观测振动前后煤层中瓦斯抽采的流速及浓度变化情况；d.调整可控脉冲振动装置的锤体质量及振动作用频率并实施脉冲冲击振动，分析不同锤体质量的振波、不同振动作用频率以及不同初速度的振动频谱特征、振幅等振动特征，同时观测钻孔多级流量计上抽采瓦斯的流速的变化特征以及管道高浓瓦斯传感器上抽采瓦斯的浓度的变化特征，对应不同的瓦斯抽采效率；e.将上述采集的不同振动的振动特征的数据利用地震处理软件分析，并与钻孔多级流量计的流速变化以及管道高浓瓦斯传感器的浓度变化做好对应关系，总结出某一特定地点不同振动特征的振动对应瓦斯流速及浓度的值，瓦斯流速及浓度乘积最高的值即对应该地点的最优脉冲振动特征，从而利用该最优脉冲振动特征实施振动并进行瓦斯抽采。