煤层地下松动方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种煤层地下松动方法及装置。其中，该方法包括如下步骤：钻孔步骤，在地面至待松动煤层中钻设钻孔；输送步骤，将液体炸药和起爆药通入钻孔中并压入待松动煤层；松动步骤，将起爆药和液体炸药依次引燃，对待松动煤层进行松动。本发明专利技术提供的煤层地下松动方法将液体炸药和起爆药压入待松动煤层的天然孔隙和裂隙中，并使液体炸药和起爆药不断地沿待松动煤层的孔隙、裂隙中渗透和扩展。之后再引燃液体炸药，使孔隙和裂隙中的液体炸药爆炸并且产生冲击波，继而使煤层碎裂，裂隙网络得到扩展和延伸，从而在煤层中形成一定的裂缝网络，大大提高了煤层的透气性，形成渗透式地下气化过程，从而提高了煤层地下气化过程的稳定性和煤层回采率。

Underground loosening method and device for coal seam

The invention provides a method and a device for underground loosening of coal seams. Among them, the method comprises the following steps: drilling steps on the ground to be loose in the coal seam drilling a borehole; transportation step liquid explosives and explosives into the borehole and pressed for loose coal seam; loose steps, will be explosive and liquid explosives were ignited, loose layer of loose coal treatment. The invention provides a loose coal seam underground methods of liquid explosives and explosive pressing for loose coal seam natural pores and cracks, infiltration and expansion of pores and cracks, and the liquid explosive and explosive continuously along the loose coal seam in. After the ignition of liquid explosives, so that the pores and cracks in the liquid explosive and shock wave, and then make the coal seam fracture, fracture network be expanded and extended, so as to form a certain fracture network in coal seam, greatly improving the permeability of coal seam, seepage type underground gasification process, which improves the stability and the coal seam the rate of underground coal gasification process.

【技术实现步骤摘要】
煤层地下松动方法及装置
本专利技术涉及煤炭及煤层气开采
，具体而言，涉及一种煤层地下松动方法及装置。
技术介绍
赋存在地下的煤层被地下水所饱和，且受地压影响，孔隙、空隙、裂隙一般呈闭合状态，因而煤层天然透气性一般较差，可视为隔水层。煤层透气性受赋存深度和变质程度的影响，一般埋深越深透气性越差，同样，变质程度越高透气性也越差。煤炭下气化技术采用热化学方法，将地下煤层直接原地转化为可燃气体，实现了煤炭的化学开采，该技术的关键是利用煤层自身的透气性，将含有氧气的气化剂，送入煤层中，氧气通过扩散、对流等方式与煤层渗透、接触、反应，渗透式气化反应是保持气化过程稳定进行的关键所在。然而煤层因自身禀赋的差异，对于高变质的烟煤、无烟煤以及深部煤层，由于煤层天然透气性差，气化剂与煤层接触传质阻力大，煤层易形成壁面式反应，往往随着壁面焦化、灰化而使气化反应会进一步恶化，进而造成气化稳定性差、煤层回采率低。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种煤层地下松动方法及装置，旨在解决煤层的透气性差导致的煤层气化稳定性差以及煤层回采率低的问题。一个方面，本专利技术提出了一种煤层地下松动方法。该方法包括如下步骤：钻孔步骤，在地面至待松动煤层中钻设钻孔；输送步骤，将液体炸药和起爆药通入钻孔中并压入待松动煤层；松动步骤，将起爆药和液体炸药依次引燃，对待松动煤层进行松动。进一步地，上述煤层地下松动方法中，钻孔步骤中，钻孔为垂直孔或斜孔，钻孔的方位沿待松动煤层主裂隙方向或最大主应力方向；或钻孔为定向孔或水平井，钻孔的方位沿垂直待松动煤层主裂隙方向或垂直最大主应力方向。进一步地，上述煤层地下松动方法中，在钻孔步骤和输送步骤之间还包括：分段步骤，将待松动煤层划分为多个待松动煤层段。进一步地，上述煤层地下松动方法中，输送步骤中，从位于钻孔底端的待松动煤层段开始，依次向各待松动煤层段输送起爆药和液体炸药；松动步骤中，将各待松动煤层段中的起爆药和液体炸药依次引燃，依次对各待松动煤层段进行松动。进一步地，上述煤层地下松动方法，钻孔步骤和输送步骤之间还包括：注水步骤，向与钻孔间隔设置的预制孔内注入水，待松动煤层置于钻孔和预制孔之间。进一步地，上述煤层地下松动方法，输送步骤和松动步骤之间还包括：注顶替液步骤，向预制孔内注入顶替液。进一步地，上述煤层地下松动方法，松动步骤之后还包括：气化步骤，将气化剂输送至待松动煤层，并对待松动煤层进行气化。本专利技术使用液体炸药和起爆药，并将液体炸药和起爆药压入待松动煤层的天然孔隙和裂隙中，液体炸药和起爆药在压力的驱使下可以不断地沿待松动煤层的孔隙、裂隙中渗透和扩展。之后再引燃液体炸药，使孔隙和裂隙中的液体炸药爆炸并且产生冲击波，继而使煤层碎裂，孔隙和裂隙得到扩展和延伸，从而在待松动煤层中形成一定的裂缝网络，大大提高了待松动煤层的透气性，形成渗透式地下气化过程，从而提高了待松动煤层地下气化过程的稳定性和煤层回采率。此外，液体炸药直接作用于待松动煤层，避免了对钻孔中套管的损坏；不需要人工松动煤层，本实施例提供的煤层松动方法为全部地面操作，避免了安全隐患。一方面，本专利技术还提出了一种煤层地下松动装置。该装置包括：供液装置和连续管；其中，供液装置用于提供液体炸药和起爆药；连续管用于穿设于钻孔内，连续管的第一端与供液装置相连通，连续管的第二端对应于待松动煤层设置，连续管用于将液体炸药和起爆药输送至待松动煤层。进一步地，上述煤层地下松动装置中，供液装置包括：输送泵和储液罐；其中，输送泵的出口与连续管的第一端相连通，输送泵的入口与储液罐相连通。进一步地，上述煤层地下松动装置，还包括：一端开口的输气管、点火装置和喷液装置；其中，输气管的开口端与连续管的第二端相连通，点火装置和喷液装置均设置于输气管，喷液装置用于向待松动煤层输送液体炸药和起爆药，点火装置用于引燃液体炸药和起爆药。进一步地，上述煤层地下松动装置，还包括：第一封隔器、第二封隔器；其中，第一封隔器和第二封隔器均设置于输气管，并且，点火装置和喷液装置均设置于第一封隔器和第二封隔器之间。进一步地，上述煤层地下松动装置，还包括：传感器、控制器和报警器；其中，传感器设置于输气管，并且，传感器设置于第一封隔器的上方，传感器用于获取点火装置在钻孔中的深度值；控制器与传感器电连接，用于接收传感器获取的深度值，并在深度值大于预设值时发出驱动信号；报警器与控制器电连接，用于接收驱动信号并发出报警信号。进一步地，上述煤层地下松动装置中，喷液装置为喷枪。进一步地，上述煤层地下松动装置，还包括：引导装置；其中，引导装置设置于输气管的闭口端。本专利技术通过连续管将液体炸药和起爆药由地面注入待松动煤层中，而不污染钻孔中的套管，同时减少了液体炸药的挂壁损失。供液装置可以持续提供液体炸药和起爆药，以使液体炸药和起爆药不断地沿待松动煤层的孔隙、裂隙渗透和扩展，有利于待松动煤层的松动，提高了煤层的透气性，进而提高了煤层的气化稳定性以及煤层回采率。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本专利技术的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的煤层地下松动方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的煤层地下松动方法中，钻孔为垂直孔或斜孔时，钻孔的方位示意图；图3为本专利技术实施例提供的煤层地下松动方法中，钻孔为定向孔或水平井时，钻孔的方位示意图；图4为本专利技术实施例提供的煤层地下松动方法中，钻孔为定向孔或水平井时，钻孔的方位的俯视图；图5为本专利技术实施例提供的煤层地下松动方法的又一流程图；图6为本专利技术实施例提供的煤层地下松动方法的又一流程图；图7为本专利技术实施例提供的煤层地下松动方法的又一流程图；图8为本专利技术实施例提供的煤层地下松动方法的又一流程图；图9为本专利技术实施例提供的煤层地下松动装置的结构示意图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。方法实施例：参见图1，图1为本实施例提供的煤层地下松动方法的流程图。如图所示，该方法包括如下步骤：钻孔步骤S1，在地面至待松动煤层中钻设钻孔。具体地，在拟进行煤炭地下气化区域内，由地面向待松动煤层15钻设钻孔13，钻孔13的底部位于待松动煤层15中。具体实施时，至少钻设一个钻孔13。优选地，钻设两个及两个以上的钻孔13。具体实施时，钻孔13可以为垂直孔或斜孔，也可以为定向孔或水平井。当钻孔13为垂直孔或斜孔时，可以在与钻孔1相距50米处，预先钻设预制孔14，预制孔14的底部可以与钻孔13的底部处于煤层同一层位内；当钻孔13为定向孔或水平井时，可以在与钻孔13距离200米处，预先钻设预制孔14，钻孔13的近水平段位于待松动煤层15中并与预制孔14的底部相连通。输送步骤S2，将液体炸药和起爆药通入钻孔中并压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤层地下松动方法，其特征在于，包括如下步骤：钻孔步骤，在地面至待松动煤层中钻设钻孔；输送步骤，将液体炸药和起爆药通入所述钻孔中并压入所述待松动煤层；松动步骤，将所述起爆药和所述液体炸药依次引燃，对所述待松动煤层进行松动。

【技术特征摘要】
2017.01.20 CN 20171004543091.一种煤层地下松动方法，其特征在于，包括如下步骤：钻孔步骤，在地面至待松动煤层中钻设钻孔；输送步骤，将液体炸药和起爆药通入所述钻孔中并压入所述待松动煤层；松动步骤，将所述起爆药和所述液体炸药依次引燃，对所述待松动煤层进行松动。2.根据权利要求1所述的煤层地下松动方法，其特征在于，所述钻孔步骤中，所述钻孔为垂直孔或斜孔，所述钻孔的方位沿所述待松动煤层主裂隙方向或最大主应力方向；或所述钻孔为定向孔或水平井，所述钻孔的方位沿垂直所述待松动煤层主裂隙方向或垂直所述最大主应力方向。3.根据权利要求1所述的煤层地下松动方法，其特征在于，在所述钻孔步骤和所述输送步骤之间还包括：分段步骤，将所述待松动煤层划分为多个待松动煤层段。4.根据权利要求3所述的煤层地下松动方法，其特征在于，所述输送步骤中，从位于所述钻孔底端的所述待松动煤层段开始，依次向各所述待松动煤层段输送所述起爆药和所述液体炸药；所述松动步骤中，将各待松动煤层段中的所述起爆药和所述液体炸药依次引燃，依次对各所述待松动煤层段进行松动。5.根据权利要求1所述的煤层地下松动方法，其特征在于，所述钻孔步骤和所述输送步骤之间还包括：注水步骤，向与所述钻孔间隔设置的预制孔内注入水，所述待松动煤层置于所述钻孔和所述预制孔之间。6.根据权利要求1所述的煤层地下松动方法，其特征在于，所述输送步骤和所述松动步骤之间还包括：注顶替液步骤，向所述预制孔内注入顶替液。7.根据权利要求1所述的煤层地下松动方法，其特征在于，所述松动步骤之后还包括：气化步骤，将气化剂输送至所述待松动煤层，并对所述待松动煤层进行气化。8.一种煤层地下松动装置，其特征在于，包括：供液装置(1)和连续管(2)；其中，所述供液装置(1)用于提供液体炸药和起爆药；所述连续管(2)用于穿设于钻孔内，所述连续管(2)的第一端与所述供液装置(1)相...

【专利技术属性】
技术研发人员：张树川，徐斌，郑林，杜慧华，徐军，
申请(专利权)人：徐斌，
类型：发明
国别省市：新疆,65