一种微波热风耦合注热的煤体增透方法技术

一种微波热风耦合注热的煤体增透方法，首先向煤层施工钻孔，在同轴波导内端连接微波天线，一起送入钻孔。再依次将波导转换器、矩形波导和微波发生器连接在同轴波导外端。接着将加热器用管道连接，通入钻孔内部。设备安装完毕之后，向钻孔输送高压热风，同时打开微波进行辐射。微波辐射可以有效促进瓦斯解吸，产生的热应力更是能够损伤煤体，产生微裂纹，同时高压热风会沿着煤层裂隙快速流动，吹走裂隙中煤屑，扩大煤层裂隙。将这两者相结合，微波不仅对煤体产生辐射效果，而且起到了进一步加热风流的效果，使得煤体孔隙更易疏通，达到良好的煤体增透、促进瓦斯解析的效果。

Method for enhancing penetration of coal by microwave hot air coupling heat injection

The invention relates to a method for enhancing coal penetration by microwave hot air coupling heating, firstly drilling the coal seam, and connecting the microwave antenna at the inner end of the coaxial waveguide to be sent into the borehole together. Then, the waveguide converter, the rectangular waveguide and the microwave generator are connected to the outer ends of the coaxial waveguide in turn. The heater is then piped to the inside of the borehole. After the equipment is installed, the high pressure hot air is sent to the borehole and the microwave is opened for radiation. Microwave radiation can effectively promote gas desorption, the thermal stress is able to damage the coal body, crackle, and hot air along the coal seam fracture fast flowing, blow away the cracks in the slack, expansion of coal seam fracture. The combination of microwave radiation, not only have effect on coal, but also has the effect of further heating air, make the coal pores more easily to dredge, coal gas, promoting good antireflective effect analysis.

【技术实现步骤摘要】
一种微波热风耦合注热的煤体增透方法
本专利技术涉及一种微波热风耦合注热的煤体增透方法，属于煤矿井下煤体增透相关
，尤其适用于松软高瓦斯低透气性煤层的。
技术介绍
随着我国煤矿开采深度的不断加深，煤层透气性对瓦斯抽采的制约越来越严重，良好的煤层增透技术成为了煤矿深层开采的必备技术。目前，我国的瓦斯抽采手段主要是钻孔抽采，对煤层透气性有着较高的要求，为了提高煤层的透气性，我国已有诸多学者提出了许多煤层增透方法，如钻孔内割缝泄压增透方法、松动爆破煤体增透方法、钻孔内冷胀热驱式煤体增透等。这些措施在煤层增透工作中取得了一定的成效，但是也存在很大的局限性，故需要一些应用面更广的或应用面不同的煤层增透方法。利用微波辐射可以有效促进瓦斯解吸，产生的热应力更是能够损伤煤体，产生微裂纹，同时高压热风会沿着煤层裂隙快速流动，吹走裂隙中煤屑，扩大煤层裂隙。如果能将这两种技术相结合，定能达到一种高效的煤层增透方法。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是克服已有技术中的不足，提供一种方法简单、能够大幅提高煤层增透效果的微波热风耦合注热的煤体增透方法。技术方案：本专利技术的微波热风耦合注热的煤体增透方法，包括以下步骤：a、在施工完成后的钻孔内送入热风管和微波护管；b、在同轴波导前端连接微波天线，然后将其送入微波护管内，直至微波天线到达微波护管的内端；c、在同轴波导的外露端依次连接波导转换器、矩形波导和微波发生器；d、在热风管外端部连接高压胶管，高压胶管连接高压气泵，高压气泵连接加热器；e、在钻孔前端利用封孔器进行封堵；f、待封孔作业完成后，打开加热器以及高压气泵，向煤层通入高压热风；g、通入高压热风的同时，打开微波发生器，产生的微波依次通过矩形波导、波导转换器和同轴波导，最后到达微波天线，并由微波天线向钻孔辐射；h、当瓦斯充分解吸后，将高压胶管连接瓦斯抽采管网进行瓦斯抽采。所述的热风管和微波护管的外露端距孔口的距离为0.1-0.15m。所述的微波护管为聚四氟乙烯材质。所述的微波发生器的工作频率为2.45GHz，功率为2kW。有益效果：本专利技术通过向煤层内通入高压热风，并用微波进行辐射，微波辐射可以有效促进瓦斯解吸，产生的热应力更是能够损伤煤体，产生微裂纹，同时高压热风会沿着煤层裂隙快速流动，吹走裂隙中煤屑，扩大煤层裂隙。在微波的辅助下，高压热风的温度进一步升高，更加利于疏通孔隙，促进瓦斯解吸，煤质变得松散易碎，能够达到良好的煤层增透效果。显著地提高了之后的瓦斯抽采以及巷道掘进等作业的效率。附图说明图1是本专利技术的微波热风耦合注热的煤体增透方法示意图。图中：1-煤层，2-钻孔，3-热风管，4-微波天线，5-同轴波导，6-微波护管，7-波导转换器，8-矩形波导，9-微波发生器，10-封孔器，11-高压胶管，12-高压气泵，13-加热器。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的一个实施例作进一步的描述：本专利技术的微波热风耦合注热的煤体增透方法：首先，在煤层1中施工一个钻孔2，在施工完成后的钻孔2内送入热风管3和微波护管6，热风管和微波护管的外露端距孔口的距离为0.1m。其中的微波护管6为聚四氟乙烯材质。之后将在同轴波导5前端连接微波天线4，然后将其送入微波护管6内，直至微波天线4到达微波护管6的内端。将同轴波导5的外露端依次连接波导转换器7、矩形波导8和微波发生器9，所述的微波发生器9的工作频率为2.45GHz，功率为2kW。在热风管3外端部连接高压胶管11，高压胶管11连接高压气泵12，高压气泵12连接加热器13。待管路连接好后，实施封孔作业，在钻孔2前端利用封孔器10对进行封堵。待封孔作业完成后，打开加热器13以及高压气泵12，向煤层通入高压热风。同时打开微波发生器9，产生的微波依次通过矩形波导8、波导转换器7和同轴波导5，最后到达微波天线4，并由微波天线4向钻孔2辐射。在微波辐射的作用下，微波辐射可以有效促进瓦斯解吸，产生的热应力更是能够损伤煤体，产生微裂纹，同时，高压热风会沿着煤层裂隙快速流动，吹走裂隙中煤屑，扩大煤层裂隙。在微波的辅助下，高压热风的温度进一步升高，更加利于疏通孔隙，促进瓦斯解吸，煤质变得松散易碎，能够达到良好的煤层增透效果。当瓦斯充分解吸后，将高压胶管11连接瓦斯抽采管网进行瓦斯抽采。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波热风耦合注热的煤体增透方法，其特征在于，包括以下步骤：a、在施工完成后的一个钻孔（2）内送入热风管（3）和微波护管（6）；b、在同轴波导（5）前端连接微波天线（4），然后将其送入微波护管（6）内，直至微波天线（4）到达微波护管（6）的内端；c、在同轴波导（5）的外露端依次连接波导转换器（7）、矩形波导（8）和微波发生器（9）；d、在热风管（3）外端部连接高压胶管（11），高压胶管（11）连接高压气泵（12），高压气泵（12）连接加热器（13）；e、在钻孔（2）前端利用封孔器（10）进行封孔；f、待封孔作业完成后，打开加热器（13）以及高压气泵（12），向煤层通入高压热风；g、通入高压热风的同时，打开微波发生器（9），产生的微波依次通过矩形波导（8）、波导转换器（7）和同轴波导（5），最后到达微波天线（4），并由微波天线（4）向钻孔（2）内辐射；h、当瓦斯充分解吸后，将高压胶管（11）连接瓦斯抽采管网进行瓦斯抽采。

【技术特征摘要】
1.一种微波热风耦合注热的煤体增透方法，其特征在于，包括以下步骤：a、在施工完成后的一个钻孔（2）内送入热风管（3）和微波护管（6）；b、在同轴波导（5）前端连接微波天线（4），然后将其送入微波护管（6）内，直至微波天线（4）到达微波护管（6）的内端；c、在同轴波导（5）的外露端依次连接波导转换器（7）、矩形波导（8）和微波发生器（9）；d、在热风管（3）外端部连接高压胶管（11），高压胶管（11）连接高压气泵（12），高压气泵（12）连接加热器（13）；e、在钻孔（2）前端利用封孔器（10）进行封孔；f、待封孔作业完成后，打开加热器（13）以及高压气泵（12），向煤层通入高压热风；g、通入高压热风的同时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林柏泉，王正，李贺，杨威，洪溢都，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32