易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统和方法与流程

本申请涉及矿井瓦斯抽采，尤其涉及一种易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统和方法。

背景技术：

1、注气驱替煤层瓦斯技术是通过采用增大煤层内部气压，提高混合气体渗流速度的方式，来促使吸附态瓦斯解吸，以强化煤层瓦斯抽采。相关技术中，在对易自燃煤层进行注气驱替促进瓦斯抽采作业时，考虑到煤氧化升温易导致自燃的问题，故大多采用注co2或者n2的方式实现注气驱替操作，但前述两种方式往往成本较高且结构复杂，因此限制了注气驱替技术在易自燃煤层瓦斯抽采作业中的发展应用。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本发明一方面的实施例提出一种易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统，该易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统能够提高易自燃煤层瓦斯抽采效率，减少煤层自燃风险，整体结构简单。

3、本发明另一方面的实施例提出一种易自燃煤层促进瓦斯抽采的方法。

4、根据本发明实施例的一种易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统，包括第一钻孔、第二钻孔、供水管路和雾化器。

5、其中，所述第一钻孔和所述第二钻孔相间隔设于采煤层中，所述第一钻孔的孔口和所述第二钻孔的孔口均形成在所述采煤层位于回采巷道的工作面上，所述第一钻孔的孔口用于与注气系统相连，所述第二钻孔的孔口用于与瓦斯抽采系统相连；

6、其中，所述供水管路、所述雾化器和所述第一钻孔依次相连，以便于所述雾化器将水雾注入所述第一钻孔降温煤体。

7、根据本发明实施例的易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统，由注气系统对第一钻孔注气，以实现采煤层的注气驱替，强化瓦斯抽采系统经第二钻孔进行瓦斯抽采的效率，而雾化器则可将供水管路供给的水雾化为水雾，使得水雾进入第一钻孔湿润孔壁，进行煤体降温，因此，相较于相关技术，本申请能够通过注气驱替提高易自燃煤层的瓦斯抽采效率，在供水管路、雾化器和第一钻孔的配合下，形成了对煤体的降温体系，可减少煤层自燃风险，且由于第一钻孔同时兼具了注气驱替和煤体降温两方面的作用，故使得该系统整体结构简单。

8、在一些实施例中，所述易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统还包括增压泵，所述雾化器为气动雾化器，所述增压泵的进气口与所述注气系统相连，所述增压泵的出气口与所述雾化器和所述第一钻孔相连。

9、在一些实施例中，所述易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统还包括气体组分监测系统和开关阀，所述气体组分监测系统和所述开关阀电连接，所述气体组分监测系统用于控制开关阀的工作情况并监测所述瓦斯抽采系统中的气体组分；

10、所述供水管路和所述雾化器的进水口之间、所述增压泵的出气口和所述雾化器的进气口之间、以及所述雾化器的出水口与所述第一钻孔之间中的至少一者安装所述开关阀。

11、在一些实施例中，所述易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统还包括第一管路、第二管路和第三管路，所述增压泵的出气口、所述第一管路和所述第一钻孔依次连通，所述第二管路连通在所述第一管路和所述雾化器的进气口之间，所述第三管路连通在所述雾化器的出水口和所述第一管路之间；

12、所述第二管路和所述第三管路中的至少一者安装所述开关阀。

13、在一些实施例中，所述易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统还包括注气管和第一阀门，所述注气管的至少部分安装在所述第一钻孔并沿所述第一钻孔的轴向延伸，所述注气管邻近所述第一钻孔的孔底的部分与所述第一钻孔连通，所述注气管邻近所述第一钻孔的孔口的端部通过所述第一阀门与所述第一管路连通。

14、在一些实施例中，所述易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统还包括抽采管和第二阀门，所述抽采管的至少部分安装在所述第二钻孔并沿所述第二钻孔的轴向延伸，所述抽采管邻近所述第二钻孔的孔底的部分与所述第二钻孔连通，所述抽采管邻近所述第二钻孔的孔口的端部通过所述第二阀门与所述瓦斯抽采系统连通。

15、在一些实施例中，所述第一钻孔的中轴线至所述采煤层的底面的高度沿从所述第一钻孔的孔口朝向所述第一钻孔的孔底的方向逐渐递增；

16、所述易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统还包括泄水阀，所述泄水阀安装在所述第一管路上并用于排出所述第一钻孔内的凝结水。

17、在一些实施例中，所述第一钻孔的中轴线至所述采煤层的底面的高度沿从所述第一钻孔的孔口朝向所述第一钻孔的孔底的方向逐渐递减；

18、所述易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统还包括排水泵和排水管，所述排水泵为气动排水泵，所述第一管路、所述排水泵和所述排水管依次相连，所述排水管的至少部分安装在所述第一钻孔内并与所述第一钻孔连通。

19、根据本发明实施例的一种易自燃煤层促进瓦斯抽采的方法，包括以下步骤：

20、在采煤层间隔施工第一钻孔和第二钻孔；

21、将所述第一钻孔的孔口与注气系统连通，对所述采煤层进行注气驱替，并使得所述第二钻孔的孔口与瓦斯抽采系统连通进行瓦斯抽采；

22、所述瓦斯抽采系统中检测出一氧化碳时，供水管路与雾化器连通，所述雾化器将水雾注入所述第一钻孔降温煤体。

23、根据本发明实施例的易自燃煤层促进瓦斯抽采的方法的技术优势与上述易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统的技术优势相同，此处不再赘述。

24、在一些实施例中，还包括在所述瓦斯抽采系统中检测出一氧化碳时，供水管路与雾化器连通，所述雾化器将水雾注入所述第一钻孔降温煤体操作之后的步骤，排出所述第一钻孔内水雾凝结后的凝结水。

25、在一些实施例中，所述的所述瓦斯抽采系统中检测出一氧化碳时，供水管路与雾化器连通，所述雾化器将水雾注入所述第一钻孔降温煤体的操作具体为：

26、所述注气系统中的空气由增压泵增压形成高压空气，所述高压空气进入第一管路；

27、开启开关阀，所述第一管路中的所述高压空气分为两路，一路所述高压空气经第二管路进入所述雾化器，驱动所述雾化器工作，所述雾化器将所述供水管路供给的水雾化，形成水雾，所述水雾经第三管路进入所述第一管路，并与所述第一管路中的另一路所述高压空气汇合，所述水雾进入所述第一钻孔降温煤体，所述高压空气进入所述第一钻孔对所述采煤层继续注气驱替。

28、本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.一种易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统，其特征在于，还包括增压泵，所述雾化器为气动雾化器，所述增压泵的进气口与所述注气系统相连，所述增压泵的出气口与所述雾化器和所述第一钻孔相连。

3.根据权利要求2所述的易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统，其特征在于，还包括气体组分监测系统和开关阀，所述气体组分监测系统和所述开关阀电连接，所述气体组分监测系统用于控制开关阀的工作情况并监测所述瓦斯抽采系统中的气体组分；

4.根据权利要求3所述的易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统，其特征在于，还包括第一管路、第二管路和第三管路，所述增压泵的出气口、所述第一管路和所述第一钻孔依次连通，所述第二管路连通在所述第一管路和所述雾化器的进气口之间，所述第三管路连通在所述雾化器的出水口和所述第一管路之间；

5.根据权利要求4所述的易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统，其特征在于，还包括注气管和第一阀门，所述注气管的至少部分安装在所述第一钻孔并沿所述第一钻孔的轴向延伸，所述注气管邻近所述第一钻孔的孔底的部分与所述第一钻孔连通，所述注气管邻近所述第一钻孔的孔口的端部通过所述第一阀门与所述第一管路连通。

6.根据权利要求4所述的易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统，其特征在于，还包括抽采管和第二阀门，所述抽采管的至少部分安装在所述第二钻孔并沿所述第二钻孔的轴向延伸，所述抽采管邻近所述第二钻孔的孔底的部分与所述第二钻孔连通，所述抽采管邻近所述第二钻孔的孔口的端部通过所述第二阀门与所述瓦斯抽采系统连通。

7.根据权利要求5所述的易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统，其特征在于，所述第一钻孔的中轴线至所述采煤层的底面的高度沿从所述第一钻孔的孔口朝向所述第一钻孔的孔底的方向逐渐递增；

8.根据权利要求5所述的易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统，其特征在于，所述第一钻孔的中轴线至所述采煤层的底面的高度沿从所述第一钻孔的孔口朝向所述第一钻孔的孔底的方向逐渐递减；

9.一种易自燃煤层促进瓦斯抽采的方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的易自燃煤层促进瓦斯抽采的方法，其特征在于，所述的所述瓦斯抽采系统中检测出一氧化碳时，供水管路与雾化器连通，所述雾化器将水雾注入所述第一钻孔降温煤体的操作具体为：

技术总结本申请提供一种易自燃煤层促进瓦斯抽采的系统和方法，涉及矿井瓦斯抽采技术领域，包括第一钻孔、第二钻孔、供水管路和雾化器，所述第一钻孔和所述第二钻孔相间隔设于采煤层中，所述第一钻孔的孔口和所述第二钻孔的孔口均形成在所述采煤层位于回采巷道的工作面上，所述第一钻孔的孔口用于与注气系统相连，所述第二钻孔的孔口用于与瓦斯抽采系统相连；所述供水管路、所述雾化器和所述第一钻孔依次相连，以便于所述雾化器将水雾注入所述第一钻孔降温煤体。本申请能够提高易自燃煤层瓦斯抽采效率，减少煤层自燃风险，整体结构简单。技术研发人员：舒龙勇,凡永鹏,宋鑫,李阳,李齐贤,薛文涛,郝晋伟受保护的技术使用者：煤炭科学技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23