一种微波辅助抽提与注浆加固相结合的石门揭煤方法技术

一种微波辅助抽提与注浆加固相结合的石门揭煤方法，属于煤矿井下石门揭煤相关技术领域。该方法由石门向煤层施工钻孔，将微波天线连接在同轴波导内端并送入钻孔，在同轴波导外端依次连接波导转换器、矩形波导和微波发生器。然后，向煤层注入有机溶剂，同时，打开微波辐射煤层，在微波的辅助下，有机溶剂抽提煤中的有机小分子，疏通孔隙、促进瓦斯解吸，煤质变得松散易碎，此时，向钻孔内注浆使得煤体得到加固，最后揭煤。本发明专利技术将注浆、溶剂抽提与微波辐射相结合，大大提高了煤层孔隙率、渗透率，促进了瓦斯解吸，从而大幅度提高了石门揭煤安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种微波辅助抽提与注浆加固相结合的石门揭煤方法，属于煤矿井下石门揭煤相关
，尤其适用于松软高瓦斯煤层。
技术介绍
突出危险矿井中石门揭煤时最容易发生规模强度大的突出，严重制约矿井安全快速生产，造成采掘失调，给人们的心理也造成严重阴影。国内外学者从突出机理出发，提出诸多石门揭煤防突方法：水力冲孔、松动爆破、水力割缝、金属骨架和注浆加固等，这些措施在石门揭煤防突工作中取得了一定的成效，但是也存在很大的局限性，卸压增透技术使得煤层变得松散易碎从而突出危险性增强。微波辅助下的有机溶剂抽提能够溶解煤中的有机小分子化合物，疏通煤体的孔裂隙，大大提高了煤体的孔隙率和渗透率，同时，微波辐射能够有效促进瓦斯解吸，产生的热应力更是能够撕裂煤体，产生微裂纹。然而，该项技术由于有机溶剂难以渗透进入煤体而不能在煤矿现场推广应用。因此，亟需研究一种新型技术，能够将有机溶剂抽提与注浆加固相结合，达到快速致裂、扩孔、促解吸的效果，以提高石门揭煤的安全性。
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、能够大幅提高石门揭煤效率的微波辅助抽提与注浆加固相结合的石门揭煤方法。技术方案：本专利技术的微波辅助抽提与注浆加固相结合的石门揭煤方法，包括在煤层中施工一个注浆与溶剂钻孔，还包括以下步骤：a、在施工完成后的钻孔内送入注浆管、微波护管和瓦斯抽采管，所述三个管子的外露端距孔口的距离为0.1m；b、将微波天线连接在同轴波导前端，然后送入微波护管内，直至微波天线到达微波护管的内端；c、将同轴波导的外露端连接波导转换器，波导转换器依次连接矩形波导和微波发生器；d、在注浆管外端部连接高压胶管，高压胶管连接三通，三通其中一路依次连接溶剂泵和溶剂箱，三通另一路依次连接注浆泵和浆液箱；e、在钻孔前端利用封孔器进行封堵；f、待封孔作业完成后，打开溶剂泵，使溶剂箱中的有机溶剂经过高压胶管注入煤层；g、注溶剂的同时，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、当瓦斯充分解吸时，将瓦斯抽采管与井下瓦斯管网连接，进行瓦斯抽采；i、瓦斯抽采结束后，关闭溶剂泵，打开注浆泵，向钻孔内注浆，使钻孔周围的煤体得到加固，然后按常规方法掘进，并穿过煤层进入顶板2m，完成揭煤工作。所述的微波护管采用既能透射微波又能保护微波天线和同轴波导的聚四氟乙烯材质制做而成。有益效果：本专利技术通过向煤层内注有机溶剂，并用微波辐射煤层，在微波的辅助下，有机溶剂抽提煤中的有机小分子，疏通孔隙，促进瓦斯解吸，煤质变得松散易碎；同时，微波辐射产生的热效应能够促进瓦斯解吸，产生的热应力更能够撕裂煤体，产生微裂纹；抽采瓦斯后向煤层注浆，煤体得到加固，利于最后揭煤。本专利技术将注浆、溶剂抽提与微波辐射相结合，大大提高了煤层孔隙率、渗透率，促进了瓦斯解吸，从而大幅度提高了石门揭煤安全性，在本
内具有广泛的实用性。附图说明图1是本专利技术的微波辅助抽提与注浆加固相结合的石门揭煤方法示意图。图中：1-煤层，2-钻孔，3-注浆管，4-瓦斯抽采管，5-微波天线，6-同轴波导，7-微波护管，8-波导转换器，9-矩形波导，10-微波发生器，11-封孔器，12-高压胶管，13-溶剂泵，14-溶剂箱，15-注浆泵，16-浆液箱，17-三通。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：本专利技术的微波辅助抽提与注浆加固相结合的石门揭煤方法：具体步骤如下：首先，在煤层1中施工一个钻孔2，在施工完成后的钻孔2内送入注浆管3、微波护管7和瓦斯抽采管4直至三管的外露端距离孔口0.1m位置处，所述的微波护管7为聚四氟乙烯材质。然后，将微波天线5外端部连接同轴波导6，并将微波天线5和同轴波导6一起送入微波护管7内，直至微波天线5到达微波护管7的最内端；将同轴波导6的外端部连接波导转换器8，波导转换器8与矩形波导9连接，矩形波导9与微波发生器10连接，其中，微波发生器10的工作频率为2.45GHz，功率为2kW。同时，在注浆管3外端部连接高压胶管12，高压胶管12连接三通17，三通17其中一路依次连接溶剂泵13和溶剂箱14，三通另一路依次连接注浆泵15和浆液箱16。待管路连接好后，实施封孔作业，即在钻孔2前段利用封孔器11进行封堵；待浆封孔作业完成后，打开溶剂泵13，使溶剂箱14中的有机溶剂四氢呋喃经过高压胶管12和注浆管3注入煤层1；同时，打开微波发生器10，产生的微波依次通过矩形波导9、波导转换器8和同轴波导6，最后到达微波天线5并由微波天线5向钻孔2辐射，在微波辐射的作用下，有机溶剂抽提煤中的有机小分子，疏通孔隙，促进瓦斯解吸，煤质变得松散易碎。当瓦斯充分解吸时，将瓦斯抽采管4与井下瓦斯管网连接，进行瓦斯抽采。瓦斯抽采结束后，关闭溶剂泵13，打开注浆泵15，向煤层1注浆，煤体得到加固，然后按常规方法掘进，并穿过煤层进入顶板2m，完成揭煤工作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波辅助抽提与注浆加固相结合的石门揭煤方法，包括在煤层（1）中施工一个钻孔（2），其特征在于，还包括以下步骤：a、在施工完成后的钻孔（2）内送入注浆管（3）、微波护管（7）和瓦斯抽采管（4），所述三个管子的外露端距孔口的距离为0.1m；b、将微波天线（5）连接在同轴波导（6）前端，然后送入微波护管（7）内，直至微波天线（5）到达微波护管（7）的内端；c、将同轴波导（6）的外露端连接波导转换器（8），波导转换器（8）依次连接矩形波导（9）和微波发生器（10）；d、在注浆管（3）外端部连接高压胶管（12），高压胶管（12）连接三通（17），三通（17）其中一路依次连接溶剂泵（13）和溶剂箱（14），三通（17）另一路依次连接注浆泵（15）和浆液箱（16）；e、在钻孔（2）前端利用封孔器（11）进行封堵；f、待封孔作业完成后，打开溶剂泵（13），使溶剂箱（14）中的有机溶剂经过高压胶管（12）注入煤层；g、注溶剂的同时，打开微波发生器（10），产生的微波依次通过矩形波导（9）、波导转换器（8）和同轴波导（6），最后到达微波天线（5），并由微波天线（5）向钻孔（2）辐射；h、当瓦斯充分解吸时，将瓦斯抽采管（4）与井下瓦斯管网连接，进行瓦斯抽采；i、瓦斯抽采结束后，关闭溶剂泵（13），打开注浆泵（15），向钻孔（2）内注浆，使钻孔（2）周围的煤体得到加固，然后按常规方法掘进，并穿过煤层进入顶板2m，完成揭煤工作。...

【技术特征摘要】
1.一种微波辅助抽提与注浆加固相结合的石门揭煤方法，包括在煤层（1）中施工一个钻孔（2），其特征在于，还包括以下步骤：a、在施工完成后的钻孔（2）内送入注浆管（3）、微波护管（7）和瓦斯抽采管（4），所述三个管子的外露端距孔口的距离为0.1m；b、将微波天线（5）连接在同轴波导（6）前端，然后送入微波护管（7）内，直至微波天线（5）到达微波护管（7）的内端；c、将同轴波导（6）的外露端连接波导转换器（8），波导转换器（8）依次连接矩形波导（9）和微波发生器（10）；d、在注浆管（3）外端部连接高压胶管（12），高压胶管（12）连接三通（17），三通（17）其中一路依次连接溶剂泵（13）和溶剂箱（14），三通（17）另一路依次连接注浆泵（15）和浆液箱（16）；e、在钻孔（2）前端利用封孔器（11）...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贺，林柏泉，王正，路洁心，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