一種鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)及方法，屬于松軟煤層卸壓的增透系統(tǒng)及方法。系統(tǒng)包括摻藥射流發(fā)生裝置、鉆割排一體化裝置以及水煤氣分離裝置三個(gè)部分。所述的摻藥射流發(fā)生裝置通過高壓水泵與加藥泵將高壓水與化學(xué)試劑送入射流混合器進(jìn)行充分混合，形成摻藥射流；所述的鉆割排一體化裝置可實(shí)現(xiàn)打鉆、割縫及孔內(nèi)排渣一體化，減少割縫過程中堵孔的發(fā)生；所述的水煤氣分離裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)割縫過程中噴出的水、煤渣及瓦斯混合物的充分分離，分離出的瓦斯進(jìn)入抽采管道，水過濾后進(jìn)入水箱，實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。該系統(tǒng)通過割縫卸除地應(yīng)力和瓦斯壓力，實(shí)現(xiàn)物理增透；在物理和化學(xué)增透的聯(lián)合作用下，煤層透氣性及瓦斯抽采效果顯著提高。
【專利說明】一種鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合増透系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種松軟煤層卸壓的增透系統(tǒng)及方法，特別是一種鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)及方法。
技術(shù)背景
[0002]我國煤層瓦斯賦存具有微孔隙、低滲透率、高吸附的特征，煤層滲透率平均只有1.1974X10_18?1.1596X10 _14m2。煤層透氣性低是造成我國高瓦斯礦井煤層瓦斯抽采效果普遍較差的主要原因之一。以高壓射流煤層水力割縫為代表的水力化措施通過在煤體內(nèi)形成卸壓空間實(shí)現(xiàn)對(duì)煤層的物理增透，取得了較好的應(yīng)用效果。但是，隨著煤礦開采深度的增加，煤層瓦斯含量增大，純水射流因切割能力有限而無法滿足高強(qiáng)度的瓦斯抽采要求。在化學(xué)增透方面，現(xiàn)有的研宄成果表明，在一定濃度下，二氧化氯能夠?qū)γ后w進(jìn)行氧化刻蝕，增加煤體孔隙率及孔隙連通性，從而提高煤體滲透率。
[0003]此外，割縫過程中易發(fā)生噴孔、煤體垮塌及瓦斯超限等現(xiàn)象，造成鉆孔內(nèi)抱鉆和射流器堵塞，導(dǎo)致割縫作業(yè)被迫中止，同時(shí)使作業(yè)場所環(huán)境惡化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是克服已有技術(shù)中的不足之處，提供一種鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)及方法，解決割縫過程中易發(fā)生噴孔、煤體垮塌及瓦斯超限等現(xiàn)象，造成鉆孔內(nèi)抱鉆和射流器堵塞，導(dǎo)致割縫作業(yè)被迫中止，同時(shí)使作業(yè)場所環(huán)境惡化的問題。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:本發(fā)明的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)，由高壓水泵、加藥泵、加藥泵調(diào)壓閥、高壓水泵調(diào)節(jié)閥、過濾器、摻藥射流混合器、高壓膠管、主體排水口、壓控鉆頭、掛耳、旋流發(fā)生器、鉆桿、透視窗口、排渣門、鉆機(jī)、前置噴嘴、側(cè)噴嘴、孔□密封器、球閥、抽采管路、中轉(zhuǎn)凈化箱、半球形集氣室、吸收錐、過濾錐、濾板、可升降支撐、中轉(zhuǎn)凈化箱排水口、水煤氣分離、逆止閥裝置構(gòu)成，中轉(zhuǎn)凈化箱排水口和主體排水口通過高壓膠管和過濾器與高壓水泵的輸入口連接，高壓水泵的輸出口通過高壓水與泵調(diào)節(jié)閥與摻的藥射流混合器一個(gè)端口連接，摻藥射流混合器的另一端口通過串聯(lián)的逆止閥裝置和加藥泵調(diào)壓閥與加藥泵的輸出端連接；摻藥射流混合器的輸出端口與鉆機(jī)的水辮相連，鉆機(jī)的鉆桿前端穿過掛耳，在鉆桿的有端連接有壓控鉆頭，在壓控鉆頭上有前置噴嘴、側(cè)噴嘴和孔口密封器；在掛耳的下端連接有旋流發(fā)生器，在旋流發(fā)生器的下端連接有水煤氣分離，在水煤氣分離的底部連接有可升降支撐，在水煤氣分離內(nèi)順序有吸收錐、過濾錐和濾板；在水煤氣分離側(cè)壁上連接有透視窗口和排渣門，濾板的底部有排水口，在水煤氣分離上部的外壁上有半球形集氣室；中轉(zhuǎn)凈化箱通過管道與半球形集氣室連接，并通入水煤氣分離內(nèi)與吸收錐連接，中轉(zhuǎn)凈化箱的底部有中轉(zhuǎn)凈化箱排水口 ；抽采管路通過球閥和管道通入中轉(zhuǎn)凈化箱內(nèi)。
[0006]所述的摻藥射流混合器包括旋流導(dǎo)向帶、第一混合室、分流板、霧化管、固定軸、螺旋片以及第二混合室；霧化管連接在第一混合室的二端，在第一混合室的中間部位連接有第二混合室，在第二混合室內(nèi)有螺旋片在第一混合室內(nèi)的二端有旋流導(dǎo)向帶，在旋流導(dǎo)向帶連接在固定軸上，在第一混合室內(nèi)還有分流板，分流板與旋流導(dǎo)向帶相鄰。
[0007]所述的前置噴嘴包括噴嘴體、排渣通道、彈簧、樹脂小球以及降溫通道；排渣通道與降溫通道呈“V”形岔開，并位于噴嘴體的一端，在排渣通道與降溫通道內(nèi)均順序連接有彈簧和樹脂小球。
[0008]所述的可升降支撐包括:螺栓、圓孔和底座；底座內(nèi)有內(nèi)管，在內(nèi)管上有通圓孔，在底座上有螺栓；通過調(diào)節(jié)螺栓改變可升降支撐內(nèi)管的高度。
[0009]所述的孔口密封器包括:韌性鋼圈、膠圈、滑板和調(diào)節(jié)螺母，在韌性鋼圈的外壁上連接有膠圈，在韌性鋼圈的另一端連接有滑板和調(diào)節(jié)螺母，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺母移動(dòng)滑板可改變韌性鋼圈的大小，使膠圈與鉆孔壁緊密接觸，防止漏氣。
[0010]所述的吸收錐距過濾錐尖端1?3cm ;所述的吸收錐夾角為90?120° ;所述的過濾錐呈倒V形，夾角為25?30° ;
[0011]所述的分流板上均勻分布著150?200個(gè)孔徑為1?2mm的圓孔。
[0012]所述的前置噴嘴的V形雙通道夾角為120?150°。
[0013]所述的排渣通道中的樹脂小球與通道壁緊密接觸，降溫通道中的樹脂小球與通道壁不接觸。
[0014]本發(fā)明的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透方法，包括如下步驟:
[0015]a、啟動(dòng)鉆機(jī)帶動(dòng)壓控鉆頭依次穿過水煤氣分離裝置和孔口密封器，通過調(diào)節(jié)螺母移動(dòng)滑板使韌性鋼圈上的膠圈與鉆孔壁緊密接觸，防止漏氣；
[0016]b、啟動(dòng)高壓水泵，調(diào)節(jié)高壓水泵調(diào)壓閥使壓力表讀數(shù)為3?5Mpa ;鉆機(jī)推動(dòng)壓控鉆頭鉆進(jìn)至設(shè)定位置；鉆進(jìn)過程中，水從前置噴嘴的降溫通道流出，防止側(cè)噴嘴堵塞，同時(shí)降低壓控鉆頭的溫度；
[0017]c、調(diào)節(jié)高壓水泵調(diào)壓閥使壓力表讀數(shù)為15?20MPa，同時(shí)啟動(dòng)加藥泵調(diào)節(jié)加藥泵調(diào)壓閥使得流量表讀數(shù)為1?1.5L/min，化學(xué)試劑與高壓水在摻藥射流混合器中充分混合后得到濃度6%。的摻藥射流經(jīng)鉆桿進(jìn)入壓控鉆頭，并通過側(cè)噴嘴沖擊煤體實(shí)現(xiàn)割縫，同時(shí)摻藥射流通過前置噴嘴的排渣通道沖擊煤渣，防止堵孔；割縫過程中，煤渣經(jīng)旋流發(fā)生器進(jìn)入水煤氣分離裝置，部分瓦斯通過半球形集氣室積聚并經(jīng)中轉(zhuǎn)凈化箱過濾后，進(jìn)入瓦斯抽采管路，剩余的水煤氣混合物經(jīng)過濾錐過濾，瓦斯通過吸收錐進(jìn)入抽采管路，煤渣通過自動(dòng)排渣門排出，水通過主體排水口進(jìn)入耐高壓膠管并通過過濾器處理后進(jìn)入高壓水泵；
[0018]d、轉(zhuǎn)動(dòng)壓控鉆頭25?35min，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥的壓力表示數(shù)為3?5MPa，同時(shí)，關(guān)閉加藥泵；
[0019]e、壓控鉆頭沿孔口方向后退1?1.5m，重復(fù)步驟b，完成壓控鉆頭下一位置的割縫，周而復(fù)始，完成多個(gè)位置的割縫。
[0020]方法中采用的化學(xué)試劑由主劑和助劑組成，其中主劑為二氧化氯，助劑包括MCRS-2型表面活性劑和緩蝕劑膦酸鹽，二氧化氯、MCRS-2型表面活性劑和緩蝕劑膦酸鹽的配比為4:1:1。
[0021]有益效果:本發(fā)明通過將化學(xué)試劑和高壓水混合沖擊煤體形成卸壓空間，促使煤層卸壓，裂隙發(fā)育，實(shí)現(xiàn)物理增透。煤層物理增透形成的裂隙促進(jìn)化學(xué)試劑向煤體滲透，化學(xué)試劑氧化侵蝕煤體，增大煤體孔隙率及孔隙連通性，實(shí)現(xiàn)煤層化學(xué)增透。在地應(yīng)力作用下化學(xué)增透形成的孔裂隙發(fā)生坍塌進(jìn)一步促進(jìn)煤體物理增透，從而形成了物理增透與化學(xué)增透相互促進(jìn)的煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透，煤層透氣性可提高300?500倍。利用前置噴嘴射流沖擊煤渣可有效減少割縫過程中堵孔的發(fā)生。此外，水煤氣分離裝置可對(duì)噴出的水煤氣混合物進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)水的循環(huán)利用，改善作業(yè)場所環(huán)境。該裝置集成化程度高，實(shí)用性強(qiáng)，在高瓦斯低透氣性松軟煤層的瓦斯抽采中具有廣泛的適用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2是本發(fā)明的混合器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖3是本發(fā)明的前置噴嘴結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖4是本發(fā)明的可升降支撐示意圖。
[0026]圖5是本發(fā)明的孔口密封器示意圖。
[0027]圖中:1_高壓水泵，2-加藥泵，3-加藥泵調(diào)壓閥，4-高壓水泵調(diào)節(jié)閥，5-過濾器，6-摻藥射流混合器，6-1-旋流導(dǎo)向帶，6-2-第一混合室，6-3-分流板，6-4-霧化管，6_5_固定軸，6-6-螺旋片，6-7-第二混合室，7-耐高壓膠管，8-主體排水口，9-壓控鉆頭，10-掛耳，11-旋流發(fā)生器，12-鉆桿，13-透視窗口，14-排渣門，15-鉆機(jī)，16-煤層，17-前置噴嘴，17-1-噴嘴體，17-2-排渣通道，17-3-彈簧，17-4-樹脂小球，17-5-降溫通道，18-側(cè)噴嘴，19-孔口密封器，19-1-韌性鋼圈，19-2-膠圈，19-3-滑板，19_4_調(diào)節(jié)螺母，20-球閥，21-抽采管路，22-中轉(zhuǎn)凈化箱，23-半球形集氣室，24-吸收錐，25-過濾錐，26-濾板，27-可升降支撐，27-1-螺栓，27-2-圓孔，27-3-底座，28-中轉(zhuǎn)凈化箱排水口，29-水煤氣分離裝置，30-逆止閥。

【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例作進(jìn)一步的描述:
[0029]如圖1所示，本發(fā)明的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)，由高壓水泵1、加藥泵2、加藥泵調(diào)壓閥3、高壓水泵調(diào)節(jié)閥4、過濾器5、摻藥射流混合器6、高壓膠管7、主體排水口 8、壓控鉆頭9、掛耳10、旋流發(fā)生器11、鉆桿12、透視窗口 13、排渣門14、鉆機(jī)15、煤層16、前置噴嘴17、側(cè)噴嘴18、孔口密封器19、球閥20、抽采管路21、中轉(zhuǎn)凈化箱22、半球形集氣室23、吸收錐24、過濾錐25、濾板26、可升降支撐27、中轉(zhuǎn)凈化箱排水口 28、水煤氣分離29、逆止閥裝置30構(gòu)成，中轉(zhuǎn)凈化箱排水口 28和主體排水口 8通過高壓膠管7和過濾器5與高壓水泵1的輸入口連接，高壓水泵1的輸出口通過高壓水與泵調(diào)節(jié)閥4與摻的藥射流混合器6 —個(gè)端口連接，摻藥射流混合器6的另一端口通過串聯(lián)的逆止閥裝置30和加藥泵調(diào)壓閥3與加藥泵2的輸出端連接；摻藥射流混合器6的輸出端口與鉆機(jī)15的水辮相連，鉆機(jī)15的鉆桿12前端穿過掛耳10，在鉆桿12的有端連接有壓控鉆頭9，在壓控鉆頭9上有前置噴嘴17、側(cè)噴嘴18和孔口密封器19 ;在掛耳10的下端連接有旋流發(fā)生器11，在旋流發(fā)生器11的下端連接有水煤氣分離29，在水煤氣分離29的底部連接有可升降支撐27，在水煤氣分離29內(nèi)順序有吸收錐24、過濾錐25和濾板26 ;在水煤氣分離29側(cè)壁上連接有透視窗口 13和排渣門14，濾板26的底部有排水口 8，在水煤氣分離29上部的外壁上有半球形集氣室23 ;中轉(zhuǎn)凈化箱22通過管道與半球形集氣室23連接，并通入水煤氣分離29內(nèi)與吸收錐24連接，中轉(zhuǎn)凈化箱22的底部有中轉(zhuǎn)凈化箱排水口 28 ;抽采管路21通過球閥20和管道通入中轉(zhuǎn)凈化箱22內(nèi)。
[0030]所述的摻藥射流混合器6包括旋流導(dǎo)向帶6-1、第一混合室6-2、分流板6_3、霧化管6-4、固定軸6-5、螺旋片6-6以及第二混合室6-7 ;霧化管6_4連接在第一混合室6_2的二端，在第一混合室6-2的中間部位連接有第二混合室6-7，在第二混合室6-7內(nèi)有螺旋片6-6在第一混合室6-2內(nèi)的二端有旋流導(dǎo)向帶6-1，在旋流導(dǎo)向帶6-1連接在固定軸6_5上，在第一混合室內(nèi)還有分流板6-3分流板6-3與旋流導(dǎo)向帶6-1相鄰。
[0031]所述的前置噴嘴17包括噴嘴體17-1、排渣通道17-2、彈簧17_3、樹脂小球17_4以及降溫通道17-5 ;排渣通道17-2與降溫通道17-5呈“V”形岔開，并位于噴嘴體17_1的一端，在排渣通道17-2與降溫通道17-5內(nèi)均順序連接有彈簧17-3和樹脂小球17_4。
[0032]所述的可升降支撐27包括:螺栓27-1、圓孔27-2和底座27-3 ;底座27-3內(nèi)有內(nèi)管，在內(nèi)管上有通圓孔27-2，在底座27-3上有螺栓27-1 ;通過調(diào)節(jié)螺栓27_1改變可升降支撐27內(nèi)管的高度。
[0033]所述的孔口密封器19包括:韌性鋼圈19-1、膠圈19-2、滑板19_3和調(diào)節(jié)螺母19-4，在韌性鋼圈19-1的外壁上連接有膠圈19-2，在韌性鋼圈19_1的另一端連接有滑板19-3和調(diào)節(jié)螺母19-4，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺母19-4移動(dòng)滑板19_3可改變韌性鋼圈19_1的大小，使膠圈19-2與鉆孔壁緊密接觸，防止漏氣。
[0034]所述的吸收錐24距過濾錐25尖端1?3cm ;
[0035]所述的吸收錐24夾角為90?120° ;所述的過濾錐25呈倒V形，夾角為25?30。；
[0036]所述的旋流發(fā)生器11固定于水煤氣分離裝置29壁面上。
[0037]如圖2所示，所述的摻藥射流混合器6包括旋流導(dǎo)向帶6-1、第一混合室6-2、分流板6-3、霧化管6-4、固定軸6-5、螺旋片6-6以及第二混合室6_7 ；
[0038]所述的旋流導(dǎo)向帶6-1固定在固定軸6-5上且不隨氣流轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的分流板6-3上均勾分布著150?200個(gè)孔徑為1?2mm的圓孔，化學(xué)試劑與高壓水通過分流板6_3分流后在第一混合室6-2充分混合后進(jìn)入第二混合室6-7，在旋流導(dǎo)向帶6-1再次混合。
[0039]如圖3所示，所述的前置噴嘴17包括噴嘴體17-1、排渣通道17_2、彈簧17_3、樹脂小球17-4以及降溫通道17-5，排渣通道17-2與降溫通道17_5呈“V”形岔開，夾角為120?150° ;所述的排渣通道17-2中的樹脂小球17-4與通道壁緊密接觸，降溫通道17_5中的樹脂小球17-4與通道壁不接觸，打鉆時(shí)低壓水通過降溫通道17-5流出，割縫時(shí)在高壓水作用下降溫通道17-5關(guān)閉，排渣通道17-2打開，高壓水從排渣通道17-2流出。
[0040]如圖4所示，所述的可升降支撐27包括螺栓27-1，圓孔27_2，底座27_3，通過調(diào)節(jié)螺栓27-1可改變可升降支撐27的高度。
[0041]如圖5所示，所述的孔口密封器19包括韌性鋼圈19-1，膠圈19_2，滑板19_3，調(diào)節(jié)螺母19-4，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺母19-4移動(dòng)滑板19-3可改變韌性鋼圈19_1的大小，使膠圈
19-2與鉆孔壁緊密接觸，防止漏氣。
[0042]本發(fā)明的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透方法:
[0043]a、啟動(dòng)鉆機(jī)15帶動(dòng)壓控鉆頭9依次穿過水煤氣分離裝置29和孔口密封器19，通過調(diào)節(jié)螺母19-4移動(dòng)滑板19-3使韌性鋼圈19-1上的膠圈19_2與鉆孔壁緊密接觸，防止漏氣。
[0044]b、啟動(dòng)高壓水泵1，調(diào)節(jié)高壓水泵調(diào)壓閥4使壓力表讀數(shù)為3?5MPa。鉆機(jī)15推動(dòng)壓控鉆頭9鉆進(jìn)至設(shè)定位置。鉆進(jìn)過程中，水從前置噴嘴17的降溫通道17-5流出，防止側(cè)噴嘴18堵塞，同時(shí)降低壓控鉆頭9的溫度；
[0045]c、調(diào)節(jié)高壓水泵調(diào)壓閥4使壓力表讀數(shù)為15?20MPa，同時(shí)啟動(dòng)加藥泵2調(diào)節(jié)加藥泵調(diào)壓閥3使得流量表讀數(shù)為1?1.5L/min，化學(xué)試劑與高壓水在摻藥射流混合器6中充分混合后得到濃度6%。的摻藥射流經(jīng)鉆桿12進(jìn)入壓控鉆頭9，并通過側(cè)噴嘴18沖擊煤體實(shí)現(xiàn)割縫，同時(shí)摻藥射流通過前置噴嘴17的排渣通道17-2沖擊煤渣，防止堵孔；割縫過程中，煤渣經(jīng)旋流發(fā)生器11進(jìn)入水煤氣分離裝置29，部分瓦斯通過半球形集氣室23積聚并經(jīng)中轉(zhuǎn)凈化箱過濾后，進(jìn)入瓦斯抽采管路21，剩余的水煤氣混合物經(jīng)過濾錐25過濾，瓦斯通過吸收錐24進(jìn)入抽采管路21，煤渣通過自動(dòng)排渣門14排出，水通過主體排水口 28進(jìn)入耐高壓膠管7并通過過濾器5處理后進(jìn)入高壓水泵1 ;
[0046]d、轉(zhuǎn)動(dòng)壓控鉆頭925?35min，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥的壓力表示數(shù)為3?5MPa，同時(shí)，關(guān)閉加藥泵⑵；
[0047]e、壓控鉆頭9沿孔口方向后退1?1.5m，重復(fù)步驟b，完成壓控鉆頭9下一位置的割縫，周而復(fù)始，完成多個(gè)位置的割縫。
【權(quán)利要求】
1.一種鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)，其特征是:該聯(lián)合增透系統(tǒng)包括:高壓水泵、加藥泵、加藥泵調(diào)壓閥、高壓水泵調(diào)節(jié)閥、過濾器、摻藥射流混合器、高壓膠管、主體排水口、壓控鉆頭、掛耳、旋流發(fā)生器、鉆桿、透視窗口、排渣門、鉆機(jī)、煤層、前置噴嘴、側(cè)噴嘴、孔口密封器、球閥、抽采管路、中轉(zhuǎn)凈化箱、半球形集氣室、吸收錐、過濾錐、濾板、可升降支撐、中轉(zhuǎn)凈化箱排水口、水煤氣分離和逆止閥裝置；中轉(zhuǎn)凈化箱排水口和主體排水口通過高壓膠管和過濾器與高壓水泵的輸入口連接，高壓水泵的輸出口通過高壓水與泵調(diào)節(jié)閥與摻的藥射流混合器一個(gè)端口連接，摻藥射流混合器的另一端口通過串聯(lián)的逆止閥裝置和加藥泵調(diào)壓閥與加藥泵的輸出端連接；摻藥射流混合器的輸出端口與鉆機(jī)的水辮相連，鉆機(jī)的鉆桿前端穿過掛耳，在鉆桿的有端連接有壓控鉆頭，在壓控鉆頭上有前置噴嘴、側(cè)噴嘴和孔口密封器；在掛耳的下端連接有旋流發(fā)生器，在旋流發(fā)生器的下端連接有水煤氣分離，在水煤氣分離的底部連接有可升降支撐，在水煤氣分離內(nèi)順序有吸收錐、過濾錐和濾板；在水煤氣分離側(cè)壁上連接有透視窗口和排渣門，濾板的底部有排水口，在水煤氣分離上部的外壁上有半球形集氣室；中轉(zhuǎn)凈化箱通過管道與半球形集氣室連接，并通入水煤氣分離內(nèi)與吸收錐連接，中轉(zhuǎn)凈化箱的底部有中轉(zhuǎn)凈化箱排水口 ；抽采管路通過球閥和管道通入中轉(zhuǎn)凈化箱內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)，其特征在于:所述的摻藥射流混合器包括旋流導(dǎo)向帶、第一混合室、分流板、霧化管、固定軸、螺旋片以及第二混合室；霧化管連接在第一混合室的二端，在第一混合室的中間部位連接有第二混合室，在第二混合室內(nèi)有螺旋片在第一混合室內(nèi)的兩端有旋流導(dǎo)向帶，在旋流導(dǎo)向帶連接在固定軸上，在第一混合室內(nèi)還有分流板，分流板與旋流導(dǎo)向帶相鄰。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)，其特征在于:所述的前置噴嘴包括:噴嘴體、排渣通道、彈簧、樹脂小球以及降溫通道；排渣通道與降溫通道呈“V”形岔開，并位于噴嘴體的一端，在排渣通道與降溫通道內(nèi)均順序連接有彈簧和樹脂小球；所述的前置噴嘴的V形雙通道夾角為120?150°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)，其特征在于:所述的可升降支撐包括:螺栓、圓孔和底座；底座內(nèi)有內(nèi)管，在內(nèi)管上有通圓孔，在底座上有螺栓；通過調(diào)節(jié)螺栓改變可升降支撐內(nèi)管的高度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)，其特征在于:所述的孔口密封器包括:韌性鋼圈、膠圈、滑板和調(diào)節(jié)螺母，在韌性鋼圈的外壁上連接有膠圈，在韌性鋼圈的另一端連接有滑板和調(diào)節(jié)螺母，通過調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)螺母移動(dòng)滑板可改變韌性鋼圈的大小，使膠圈與鉆孔壁緊密接觸，防止漏氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)，其特征在于:所述的吸收錐距過濾錐尖端I?3cm ;所述的吸收錐夾角為90?120° ;所述的過濾錐呈倒V形，夾角為25~30° ?
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)，其特征在于:所述的分流板上均勻分布有150?200個(gè)孔徑為I?2mm的圓孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)，其特征在于:所述的排渣通道中的樹脂小球與通道壁緊密接觸，降溫通道中的樹脂小球與通道壁不接觸。
9.權(quán)利要求1所述的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)的方法，其特征在于包括如下步驟: a、啟動(dòng)鉆機(jī)帶動(dòng)壓控鉆頭依次穿過水煤氣分離裝置和孔口密封器，通過調(diào)節(jié)螺母移動(dòng)滑板使韌性鋼圈上的膠圈與鉆孔壁緊密接觸，防止漏氣； b、啟動(dòng)高壓水泵，調(diào)節(jié)高壓水泵調(diào)壓閥使壓力表讀數(shù)為3?5Mpa;鉆機(jī)推動(dòng)壓控鉆頭鉆進(jìn)至設(shè)定位置；鉆進(jìn)過程中，水從前置噴嘴的降溫通道流出，防止側(cè)噴嘴堵塞，同時(shí)降低壓控鉆頭的溫度； c、調(diào)節(jié)高壓水泵調(diào)壓閥使壓力表讀數(shù)為15?20MPa，同時(shí)啟動(dòng)加藥泵調(diào)節(jié)加藥泵調(diào)壓閥使得流量表讀數(shù)為I?1.5L/min，化學(xué)試劑與高壓水在摻藥射流混合器中充分混合后得到濃度6%。的摻藥射流經(jīng)鉆桿進(jìn)入壓控鉆頭，并通過側(cè)噴嘴沖擊煤體實(shí)現(xiàn)割縫，同時(shí)摻藥射流通過前置噴嘴的排渣通道沖擊煤渣，防止堵孔；割縫過程中，煤渣經(jīng)旋流發(fā)生器進(jìn)入水煤氣分離裝置，部分瓦斯通過半球形集氣室積聚并經(jīng)中轉(zhuǎn)凈化箱過濾后，進(jìn)入瓦斯抽采管路，剩余的水煤氣混合物經(jīng)過濾錐過濾，瓦斯通過吸收錐進(jìn)入抽采管路，煤渣通過自動(dòng)排渣門排出，水通過主體排水口進(jìn)入耐高壓膠管并通過過濾器處理后進(jìn)入高壓水泵； d、轉(zhuǎn)動(dòng)壓控鉆頭25?35min，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥的壓力表示數(shù)為3?5MPa，同時(shí)，關(guān)閉加藥泵(2)； e、壓控鉆頭沿孔口方向后退I?1.5m，重復(fù)步驟b，完成壓控鉆頭下一位置的割縫，周而復(fù)始，完成多個(gè)位置的割縫。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鉆割排分一體化煤層物理化學(xué)聯(lián)合增透系統(tǒng)的方法，其特征在于:所述的化學(xué)試劑由主劑和助劑組成，其中主劑為二氧化氯，助劑包括MCRS-2型表面活性劑和緩蝕劑膦酸鹽，二氧化氯、MCRS-2型表面活性劑和緩蝕劑膦酸鹽的配比為4:1:10
【文檔編號(hào)】E21F7/00GK104481577SQ201410677249
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月21日
【發(fā)明者】林柏泉, 劉廳, 鄒全樂, 朱傳杰, 閆發(fā)志, 姚浩, 郭暢, 洪溢都 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)