一种液体二氧化碳灌装系统技术方案

本发明专利技术公开了一种液体二氧化碳灌装系统，包括平板车，平板车上固定有液体二氧化碳储液罐和推杆箱；储液罐包括注液口和出液口；推杆箱的外侧固定有二氧化碳增压泵和两个相对设置的二氧化碳储液管灌装架；二氧化碳储液管灌装架上可安装储液管；二氧化碳增压泵包括增压缸体、活塞、驱动气体入口、增压液体进口和增压液体出口；二氧化碳储液管灌装架上设置有灌装控制器；由第一管路将液态二氧化碳储液罐的出液口与二氧化碳增压泵的增压液体进口连接，由第三管路将增压液体出口与灌装控制器连接，由第二管路将井下压风系统与驱动气体入口连接。本发明专利技术操作方便，适应性强，并且节约能源，作业效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种灌装液体二氧化碳的系统。
技术介绍
石门是与地面不直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层直交或斜交的岩石平巷，为开采水平服务的石门称为主要石门，为采取服务的石门称为采区石门，是由岩层进入煤层的主要巷道。石门揭煤是指煤矿井下穿层掘进由岩石巷道进入煤巷的过程,石门掘进工作面从距突出煤层底(顶)板的最小法向距离10m开始直到穿过煤层进入顶(底)板2m(最小法向距离)的过程均属于揭煤作业。由于揭露煤层前，煤体受顶、底板围岩的封闭，且处于应力集中区，煤层中的弹性潜能和瓦斯内能得不到释放，在揭煤爆破作用下极易发生煤与瓦斯突出。石门揭煤突出的特点是突出强度大，破坏性强，在整个揭煤过程中都有可能存在突出危险性，因此石门揭煤的危险性极大。在具体揭煤操作过程中由于单一的防突措施消突效果有限，造成石门揭煤工程进展缓慢，影响煤矿的正常生产；而且不合理的揭煤方法有可能会造成揭煤过程中的人工诱导突出等，对煤矿安全生产极为不利。现有技术中，出现了采用水力压裂的方法进行石门揭煤，但水力压裂方法存在以下不足之处：1、由于煤层赋存地质条件复杂，水力压裂增透方法不能保证在压裂区域产生均匀裂隙，因此在现场应用过程中，往往会存在部分区域压裂不到位，煤层瓦斯抽采效果不佳的情况，在一定程度上影响了揭煤工作。2、水力压裂致裂增透需要在煤层内部注入大量的高压水，一方面，煤层裂隙含水率增大会影响煤层内吸附瓦斯的解析，另一方面，注入煤体的水由煤层渗出会造成巷道掘进工作面积水，恶化工作条件；3、水力压裂增透需要具备煤矿井下大型柱塞高压水泵，经济成本高。4、煤体内水的冻结体积膨胀有限，所产生的膨胀应力有限，只有在封闭空间内液态水相变膨胀，才能产生致裂效果。5、采用煤层注水进行冻结膨胀，由于水仅会沿煤层裂隙流动，因此致裂效果不均匀，会造成煤层部分区域增透效果不佳。因此本领域技术人员致力于开发一种针对高瓦斯低渗煤层石门快速揭煤的方法，其中采用二氧化碳相变致裂石门揭煤是一种较好的可选方案。但这将需要大量的二氧化碳储液管和释放管。现有技术中，将二氧化碳注入储液管中将耗费大量的电能，操作非常麻烦，而且需要在工厂灌装，这也增加了大量的二氧化碳的运输成本。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可井下现场灌装二氧化碳的液体二氧化碳灌装系统。为实现上述目的，本专利技术提供了一种液体二氧化碳灌装系统，包括平板车，所述平板车上固定有液体二氧化碳储液罐和推杆箱；所述储液罐包括注液口和出液口；所述推杆箱的外侧固定有二氧化碳增压泵和两个相对设置的二氧化碳储液管灌装架；所述二氧化碳储液管灌装架上可安装储液管；所述二氧化碳增压泵包括增压缸体、活塞、驱动气体入口、增压液体进口和增压液体出口；所述二氧化碳储液管灌装架上设置有灌装控制器；由第一管路将液态二氧化碳储液罐的出液口与所述二氧化碳增压泵的增压液体进口连接，由第三管路将所述增压液体出口与所述灌装控制器连接，由第二管路将井下压风系统与所述驱动气体入口连接。较佳的，所述储液罐内设置有液位计；所述出液口处设置有第一压力表；所述第三管路的管路上设置有第二压力表。较佳的，所述储液管的一端可通过螺纹连接头固定释放管，另一端可通过螺纹连接头固定推进杆；所述储液管与释放管的连接端设置有定压泄能片、灌装孔和电热管；所述释放管上设置有多个释放孔，释放管内设置有支撑剂囊袋；所述释放管与储液管的连接处设置有防滑锚固头；所述推进杆内设置有引爆线，推进杆的末端固定有防滑锚头和紧固螺钉。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用煤矿井下压风系统为增压动力，通过与井下压风系统连接，使得整个灌装过程不需要提供额外的能源，即可实现液态二氧化碳的高压、快速、稳定灌装。(2)本专利技术通过与液态CO2相变致裂技术恰当结合，可增加煤层抽采率，降低煤体内瓦斯压力、实现煤层卸压，从而减少煤层内能，防止煤与瓦斯突出。(3)本专利技术在应用过程中不需要用电，因此不会产生电火花，为一种本安型矿用灌装设备，满足煤矿井下使用设备的防爆要求，可实现井下现场灌装，因此操作方便，适应性强，并且节约能源、作业效率高。附图说明图1是本专利技术一具体实施方式的结构示意图。图2是本专利技术一具体实施方式中携塑料颗粒支撑剂二氧化碳致裂系统的结构示意图。图3是本专利技术一具体实施方式中携塑料颗粒支撑剂二氧化碳致裂系统的安装过程示意图。图4是本专利技术一具体实施方式所应用的石门揭煤方法的流程框图。图5是本专利技术一具体实施方式中超前钻孔超前地质钻探钻孔的俯视结构示意图。图6是本专利技术一具体实施方式中掘进工作面掌子面布置前探取芯钻孔的位置示意图。图7是本专利技术一具体实施方式中液态二氧化碳相变致裂孔终孔位置分布示意图。图8是本专利技术一具体实施方式中掌子面液态二氧化碳相变致裂孔开孔位置示意图。图9是本专利技术一具体实施方式中瓦斯抽采孔终孔位置示意图。图10是本专利技术一具体实施方式中掌子面瓦斯抽采孔的开孔位置示意图。图11是本专利技术一具体实施方式中效果检验孔终孔位置分布示意图。图12是本专利技术一具体实施方式中效果检验孔在巷道掌子面开孔位置示意图。图13是本专利技术一具体实施方式中液体二氧化碳相变致裂爆破揭煤钻孔的布具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明：如图1所示，一种二氧化碳灌装系统包括平板车18，平板车18上通过紧固螺钉17固定有液体二氧化碳储液罐100和推杆箱400。储液罐100包括注液口1和出液口3，储液罐100内设置有液位计2，出液口3处设置有第一压力表4。推杆箱400推杆箱内放置有二氧化碳相变致裂装置的推进杆700及释放管600、储液管15，推杆箱400的外侧固定有二氧化碳增压泵200和两个相对设置的二氧化碳储液管灌装架300，二氧化碳储液管灌装架300上可安装储液管15。二氧化碳增压泵200包括增压缸体10、活塞9、驱动气体入口7和增压液体出口11。二氧化碳储液管灌装架300上设置有灌装控制器14。由第一管路5将液态二氧化碳储液罐的出液口3与二氧化碳增压泵的增压液体进口6连接，由第三管路12将增压液体出口11与灌装控制器14连接，由第二管路8将井下压风系统与二氧化碳增压泵的驱动气体入口7连接。第三管路12的管路上设置有第二压力表13。将储液管15安装在二氧化碳储液管灌装架300及其控制系统上，采用内六角扳手将储液管15的灌装孔及排空孔16拧开，将灌装控制器14安装在灌装孔上。依次打开灌装控制器14、增压液体出口11、增压液体进口6、出液口阀门，待排空孔16出现大量二氧化碳汽化气体后，暂时关闭灌装控制器14的阀门，关闭排空孔16。之后打开灌装控制器阀门和第二管路控制阀门，由井下压风驱动二氧化碳增压泵开始工作，待灌装控制器显示压力达到指定压力后，依次关闭出液口阀门、第二管路控制阀门、增压液体进口阀门、灌装控制器阀门，取出灌装控制器，灌装孔在压力作用下自动关闭，将储液管15取下，称重，记录储液管灌装压力及灌装液体质量，储液管灌装数量根据现场需求确定。如图2所示携塑料颗粒支撑剂二氧化碳致裂系统包括储液管15，储液管15的一端可通过螺纹连接头固定有释放管600，另一端可通过螺纹连接头26固定有推进杆700。储液管15与释放管600的连接端设置有定压泄能片21、灌装孔22和电热管23。储液管15内为灌装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体二氧化碳灌装系统，其特征是：包括平板车(18)，所述平板车(18)上固定有液体二氧化碳储液罐(100)和推杆箱(400)；所述储液罐(100)包括注液口(1)和出液口(3)；所述推杆箱(400)的外侧固定的外侧固定有二氧化碳增压泵(200)和两个相对设置的二氧化碳储液管灌装架(300)；所述二氧化碳储液管灌装架(300)上可安装储液管(15)；所述二氧化碳增压泵(200)包括增压缸体(10)、活塞(9)、驱动气体入口(7)、增压液体进口(6)和增压液体出口(11)；所述二氧化碳储液管灌装架(300)上设置有灌装控制器(14)；由第一管路(5)将液态二氧化碳储液罐的出液口(3)与所述二氧化碳增压泵(200)的增压液体进口(6)连接，由第三管路(12)将所述增压液体出口(11)与所述灌装控制器(14)连接，由第二管路(8)将井下压风系统与所述驱动气体入口(7)连接。

【技术特征摘要】
1.一种液体二氧化碳灌装系统，其特征是：包括平板车(18)，所述平板车(18)上固定有液体二氧化碳储液罐(100)和推杆箱(400)；所述储液罐(100)包括注液口(1)和出液口(3)；所述推杆箱(400)的外侧固定的外侧固定有二氧化碳增压泵(200)和两个相对设置的二氧化碳储液管灌装架(300)；所述二氧化碳储液管灌装架(300)上可安装储液管(15)；所述二氧化碳增压泵(200)包括增压缸体(10)、活塞(9)、驱动气体入口(7)、增压液体进口(6)和增压液体出口(11)；所述二氧化碳储液管灌装架(300)上设置有灌装控制器(14)；由第一管路(5)将液态二氧化碳储液罐的出液口(3)与所述二氧化碳增压泵(200)的增压液体进口(6)连接，由第三管路(12)将所述增压液体出口(11)与所述灌装控制器(14)连接，由第二管路(8)将井下压风系统与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张东明，白鑫，尹光志，王浩，郑彬彬，祖钒莹，何庆兵，杨玉顺，樊增瑞，杨瀚，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50