[发明专利]一种地热能量提取提高瓦斯抽采率的方法

摘要

本发明公开了一种地热能量提取提高瓦斯抽采率的方法，首先在热源岩层中施工钻孔并埋设集热热管，通过工质的蒸发和冷凝，集热热管将热量迅速转移到集热水箱中。集热水箱和热源水箱通过换热器进行热量交换，热源水箱中的水被加热。加热热管布置在瓦斯抽采钻孔中，由热源水箱通过加热热管对抽采煤层加热，随着加热热管内的工质在蒸发段和冷凝段不断发生相变，热量持续的传递到抽采煤层中。本方法传热效率高，不需要提供额外的直接热源或化学物质反应热源，抽采瓦斯的能耗及成本低，特别适用于煤矿井下低透气、高吸附煤层的瓦斯抽采。

主权项

1.一种地热能量提取提高瓦斯抽采率的方法，其特征在于，包括以下步骤：a）在矿井热源区（19）间隔施工多个钻孔,并在每个钻孔中埋设集热热管（1），集热热管（1）外露段一端布置在集热水箱（6）内，外露孔口至集热水箱（6）入口段的集热热管段上设有热管保温层（2），布置在集热水箱（6）内的集热热管（1）段上均设有翅片（3），集热热管（1）头部设有端盖（4），端盖（4）通过螺纹连接固定在集热水箱（6）内的铜制热管舶（8）上，通过铜制热管舶（8）将多个集热热管串联固定，并进行封孔，以防止钻孔内热量散失；b）向集热水箱（6）内注水，使水位没过集热热管的翅片（3）；c）将连接在集热水箱（6）下部的集热水箱热水管（12）和连接在集热水箱（6）上部的集热水箱冷水管（13）分别与换热器（9）的出入口连接在一起，通过水泵一使热水通过集热水箱热水管（12）注入换热器（9）内，经换热器（9）换热后的冷水经过水泵二通过集热水箱冷水管（13）返回集热水箱（6）；d）在需要加热的煤层巷道内布置热源水箱（10），将连接在热源水箱（10）上部的热源水箱热水管（14）和连接在热源水箱（10）下部的热源水箱冷水管（15）分别与换热器（9）的出入口连接在一起，热源水箱（10）内的冷水经水泵三通过热源水箱冷水管（15）流入换热器（9）内，经换热器（9）热交换后的热水在水泵四的驱动下通过热源水箱热水管（14）返回热源水箱（10）内；e）在瓦斯抽采钻孔中间隔安装多个加热热管（11），多个加热热管（11）的前端设在瓦斯抽放钻孔中，后端设在热源水箱（10）内，加热热管（11）的结构与集热热管（1）布置在集热水箱（6）内的结构相同，方向相反；f）以热源水箱（10）作为热源，通过加热热管（11）对瓦斯抽采煤层（20）进行持续加热，进入加热热管（11）内部的液体工质（5）在浸入热源水箱（10）内的加热热管段部分受热蒸发并带走热量，进入加热热管（11）内部的液体工质（5）进入瓦斯抽采煤层（20）内的加热热管段部分进行冷凝放热，将加热热管（11）随瓦斯抽采管道一同进行封孔，联接瓦斯抽采管网进行瓦斯抽采。