[发明专利]一种电脉冲辅助液氮冻结式石门揭煤方法

摘要

本发明公开了一种电脉冲辅助液氮冻结式石门揭煤方法，该方法是向煤层施工多组电脉冲致裂钻孔，通过高压电脉冲发生器对钻孔间煤体进行致裂增渗，在煤层中形成可控裂隙区；然后使用常规方法对煤层进行瓦斯抽采；之后向钻孔中注入一定压力的水，待煤层浸水充分后，向钻孔内注入液氮，冻结钻孔内及煤层中的水，加固煤层；最后揭开煤层。本方法工艺简单，安全可靠，可显著提升石门揭煤效率，加快揭煤进度，缩短揭煤周期。

主权项

1.一种电脉冲辅助液氮冻结式石门揭煤方法，其特征在于，包括以下步骤：a、在揭煤工作面(1)向煤层(2)施工若干组电脉冲致裂钻孔，每组电脉冲致裂钻孔包括一个正电极钻孔(3)和多个负电极钻孔(4)，负电极钻孔(4)均匀分布在正电极钻孔(3)周围；b、将板状正电极(5)和板状负电极(6)分别安装在高压电缆护管(9)的端部，并分别通过高压电缆护管(9)内部的高压电缆(7)与高压电脉冲发生器(8)的正极和负极连接；c、把板状正电极(5)和板状负电极(6)通过高压电缆护管(9)分别送入一组电脉冲致裂钻孔内的正电极钻孔(3)和一个负电极钻孔(4)中部，板状正电极(5)和板状负电极(6)紧贴钻孔壁且方向正对；d、启动高压电脉冲发生器(8)，当高压电脉冲发生器(8)的电压达到设定放电电压值时，通过板状正电极(5)和板状负电极(6)对正电极钻孔(3)和负电极钻孔(4)之间的煤体进行放电击穿，放电10‑50次后，关闭高压电脉冲发生器(8)；e、重复步骤c‑d，进行该组电脉冲致裂钻孔内下一个负电极钻孔(4)与正电极钻孔(3)间煤体的放电击穿，周而复始，直至完成该组电脉冲致裂钻孔内全部负电极钻孔(4)与正电极钻孔(3)间煤体的放电击穿；f、重复步骤c‑d‑e，进行下一组电脉冲致裂钻孔内煤体的放电击穿，周而复始，直至完成所有组电脉冲致裂钻孔内煤体的放电击穿；g、通过高压电缆护管(9)撤出电脉冲致裂钻孔内的板状正电极(5)和板状负电极(6)，然后将所有电脉冲致裂钻孔与瓦斯抽采管网连接，使用常规抽采方法进行瓦斯抽采；h、瓦斯抽采结束后，分别向每个电脉冲致裂钻孔中送入注水管(10)，注水管(10)另一端分别与注水泵站(11)和液氮泵站(12)连接，然后采用常规封孔方法密封钻孔，打开注水开关(13)，通过注水泵站(11)向电脉冲致裂钻孔内注入一定压力的水；i、待电脉冲致裂钻孔内注水压力维持在设定值1‑5天后，关闭注水开关(13)，然后打开液氮开关(14)，通过液氮泵站(12)向电脉冲致裂钻孔内注入液氮，将钻孔中及渗入煤层(2)中的水冻结，待电脉冲致裂钻孔内注入液氮压力维持在设定值1‑3天后，关闭液氮开关(14)，之后按照常规方法揭开煤层(2)。