本發(fā)明涉及煤儲層卸壓消突、煤層氣開采技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種循環(huán)式線切割微解放層的煤礦卸壓消突與煤層氣開采系統(tǒng)及方法，特別適用于厚度較大的單一煤儲層的瓦斯治理。

背景技術(shù)：

我國大部分礦區(qū)構(gòu)造煤比較發(fā)育，其區(qū)域的煤層具有煤質(zhì)松軟、煤層透氣性差、高瓦斯含量等特征，單一較厚煤儲層的瓦斯治理和煤層氣開采成為公認的世界性難題。目前我國瓦斯治理和煤層氣開采針對不同煤儲層形成了不同的開采技術(shù)。對于原生結(jié)構(gòu)煤，滲透率較高時，主要采用地面抽采方式；而針對多煤層，多采用開采保護層卸壓后井下抽采的方式，其中采前、采中與采后相結(jié)合；對于煤層厚度較小的單一構(gòu)造煤，常采用井下壓裂后抽采或者井下鉆孔直接抽采等方式；對于煤層厚度較大的單一“三軟”煤層，多采用底抽巷沖孔卸壓后抽采。

總之，當前瓦斯治理與煤層氣開采技術(shù)主要包括以下兩種手段：一是降低儲層壓力，致使瓦斯解吸，在壓差的作用下滲流產(chǎn)出，如地面鉆井排水降壓采氣工藝和井下鉆孔負壓抽放瓦斯技術(shù)，但傳統(tǒng)從地面抽采瓦斯的直井和水平井在煤層煤質(zhì)松軟、低滲和高瓦斯的區(qū)域不能有效大面積卸壓增透；另一個是通過擾動原始承壓煤層，制造應(yīng)力釋放空間，使煤中孔裂隙大規(guī)模增加，降低吸附瓦斯承壓快速解吸，同時擴大瓦斯?jié)B流產(chǎn)出通道，如保護層開采技術(shù)和水力疏松等層內(nèi)卸壓防突措施。保護層開采技術(shù)是最有效的區(qū)域防突技術(shù)之一，但其受地質(zhì)條件的限制，一般應(yīng)用于煤層群開采的礦井，而對單一煤層和層間距較大的煤層不適合水力疏松，水力疏松雖是一種層內(nèi)卸壓增透的防突措施，在低滲透煤體中起到了一定效果，但在執(zhí)行過程中，往往存在著瓦斯超限頻繁、易造成人為誘導突出等問題，不能進行區(qū)域性卸壓。

特別針對厚度較大的單一煤儲層，目前的煤儲層卸壓消突技術(shù)和煤層氣開采技術(shù)均未取得良好的效果，同時隨著煤層埋藏深度的增加，針對瓦斯治理和煤層氣開采的技術(shù)難度越來越大，煤層氣開采企業(yè)的噸煤治理成本持續(xù)增加，亟需尋找低成本、可規(guī)模化、自動化的瓦斯治理與煤層氣開采方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種循環(huán)式線切割微解放層的煤礦卸壓消突與煤層氣開采系統(tǒng)及方法，用于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足以實現(xiàn)在本煤層局部線切割微解放層的方式，達到提高煤體透氣性、卸除煤層瓦斯壓力、防治瓦斯突出的目的。

為了解決以上問題，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

所述的一種循環(huán)式線切割微解放層的煤礦卸壓消突與煤層氣開采系統(tǒng)，包括兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車、兩套動力裝置、閉環(huán)式線性齒形切割帶和齒軌：兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車通過齒輪與齒軌嚙合分別安裝于上順槽和下順槽中，兩套動力裝置分別安裝于兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車中，并驅(qū)動上輥筒與下輥筒按同一旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動；以兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車的四個輥筒為支撐點，閉環(huán)式線性齒形切割帶依次通過四個輥筒外表面，形成四邊形。

作為優(yōu)選的，兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車平行放置于上順槽和下順槽中，且均安裝有同步驅(qū)動裝置，保證兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車在運動過程中始終同步。

作為優(yōu)選的，雙輥筒式驅(qū)動托車中兩個輥筒上下安裝，且上輥筒與下輥筒之間保持一定距離。

以上述系統(tǒng)為基礎(chǔ)，本發(fā)明提供的一種循環(huán)式線切割微解放層的煤礦卸壓消突與煤層氣開采方法，包括以下步驟：

（1）從礦井主巷道根據(jù)本煤層分布趨勢，在主巷道的左右兩側(cè)施工上順槽和下順槽，上順槽和下順槽的末端施工切眼將兩者連通，同時在上順槽和下順槽中鋪設(shè)齒軌、安裝煤炭輸送裝置。

（2）上順槽與下順槽和主巷道之間分別設(shè)置安裝防突風門，對上順槽與下順槽靠近主巷道的墻壁進行鉆孔加固以增強其強度，同時在上順槽與下順槽中鋪設(shè)瓦斯抽放管路，瓦斯抽放管路與安裝于主巷道中的瓦斯抽放系統(tǒng)連接；

（3）兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車分別與上順槽與下順槽中鋪設(shè)的齒軌嚙合，并安裝于上順槽與下順槽末端，同時閉環(huán)式線性齒形切割帶安裝于兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車的上輥筒和下輥筒上；

（4）啟動兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車和兩套動力裝置，兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車沿齒軌緩慢移動，閉環(huán)式線性齒形切割帶在動力裝置的驅(qū)動作用下轉(zhuǎn)動，對本煤層進行切割作業(yè)形成兩個微解放層，由切割作業(yè)產(chǎn)生的煤粉通過煤炭輸送裝置輸送至指定地點，并由瓦斯抽放系統(tǒng)收集由本煤層中逸出的瓦斯氣體，直至完成本煤層中的切割作業(yè)；

（5）根據(jù)本煤層厚度和煤體屬性等特征確定本煤層中需切割微解放層的數(shù)量，重復步驟（4），直至本煤層中所有微解放層的切割作業(yè)完成為止。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明所采用的一種循環(huán)式線切割微解放層的煤礦卸壓消突與煤層氣開采系統(tǒng)及方法，通過閉環(huán)式線性齒形切割帶的轉(zhuǎn)動在本煤層中切割形成多個微解放層的方式，盡可能完全溝通本煤層中主裂縫和次裂縫，最大限度地釋放煤儲層中瓦斯氣體，達到煤儲層卸壓消突的目的。本發(fā)明中切割本煤層形成微解放層的裝備結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，與其它卸壓消突方法相比，該方法提高了生產(chǎn)效率，此外切割過程中可實現(xiàn)無人自動化控制，大大降低了由于人為因素可能造成的安全隱患。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的一種循環(huán)式線切割微解放層的煤礦卸壓消突與煤層氣開采系統(tǒng)及方法的整體示意圖；

圖2為本發(fā)明的雙輥筒式托車的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中標記為：1：雙輥筒式驅(qū)動驅(qū)動托車；2：齒軌；3：上順槽；4：切眼；5：閉環(huán)式線性齒形切割帶；6：下順槽；7：防突風門；8：主巷道；9：瓦斯抽放系統(tǒng)；10：本煤層；11：上輥筒；12：下輥筒；13：齒輪；14：動力裝置。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖1和圖2，對本發(fā)明的一個實施例作進一步描述：

所述的一種線性切割本煤層的煤層卸壓消突與煤層氣開采裝備，包括兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車1、兩套動力裝置14、閉環(huán)式線性齒形切割帶5和齒軌2：兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車1通過齒輪13與齒軌2嚙合分別安裝于上順槽3和下順槽6中，兩套動力裝置14分別安裝于兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車1中，并驅(qū)動上輥筒11與下輥筒12按同一旋轉(zhuǎn)方向轉(zhuǎn)動；以兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車1的四個輥筒為支撐點，閉環(huán)式線性齒形切割帶5依次通過四個輥筒外表面，形成四邊形。

所述的兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車1平行放置于上順槽3和下順槽6中，且均安裝有同步驅(qū)動裝置，保證兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車1在運動過程中始終同步。

所述的雙輥筒式驅(qū)動托車1中兩個輥筒上下安裝，且上輥筒11與下輥筒12之間保持一定距離。

以上述裝備為基礎(chǔ)，本發(fā)明提供的一種線性切割本煤層的煤層卸壓消突與煤層氣開采方法，包括以下步驟：

（1）從煤礦主巷道8根據(jù)本煤層10分布趨勢，在其左右兩側(cè)施工上順槽3和下順槽6，上順槽3和下順槽6的末端施工切眼4將兩者連通，在上順槽3和下順槽6中鋪設(shè)齒軌2、安裝煤炭輸送裝置。

（2）上順槽3與下順槽6和主巷道8之間分別設(shè)置安裝防突風門7，對上順槽3與下順槽6靠近主巷道8的墻壁進行鉆孔加固以增強其強度，同時在上順槽3與下順槽6中鋪設(shè)瓦斯抽放管路，瓦斯抽放管路與安裝于主巷道8中的瓦斯抽放系統(tǒng)9連接；

（3）兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車1分別與上順槽3與下順槽6中鋪設(shè)的齒軌2嚙合，并安裝于上順槽3與下順槽6末端，同時閉環(huán)式線性齒形切割帶5安裝于兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車1的上輥筒11和下輥筒12上；

（4）啟動兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車1和兩套動力裝置14，兩臺雙輥筒式驅(qū)動托車1沿齒軌2緩慢移動，閉環(huán)式線性齒形切割帶5在動力裝置14的驅(qū)動作用下轉(zhuǎn)動，對本煤層10進行切割作業(yè)形成兩個微解放層，由切割作業(yè)產(chǎn)生的煤粉通過煤炭輸送裝置輸送至指定地點，并由瓦斯抽放系統(tǒng)9收集由本煤層10中逸出的瓦斯氣體，直至完成本煤層10中的切割作業(yè)；

（5）根據(jù)本煤層10的厚度和煤體屬性等特征確定本煤層10中需切割微解放層的數(shù)量，重復步驟（4），直至本煤層10中所有微解放層的切割作業(yè)完成為止。