The invention discloses a method for improving the gas extraction rate by extracting the geothermal energy. First, the borehole is built in the heat source rock layer and the heat collecting heat pipe is buried, and the heat is rapidly transferred to the collector tank through the evaporation and condensation of the working fluid. Heat water tank and heat source water tank are heat exchanger through heat exchanger, and the water in the heat source tank is heated. The heat pipe arrangement of boreholes in gas, water from the heat source by heating the heat pipe on the coal heating, with the refrigerant heating pipe in the continuous phase in the evaporation section and the condensation section, the heat transfer to the continuous drainage in coal seam. The method has high heat transfer efficiency, no need to provide additional direct heat source or chemical reaction heat source, low energy consumption and low cost of gas extraction, especially for underground gas drainage with low permeability and high adsorption coal seam.
【技术实现步骤摘要】
一种地热能量提取提高瓦斯抽采率的方法
本专利技术涉及一种提高瓦斯抽采率的方法,尤其是一种适用于煤矿井下低透气、高吸附煤层的地热能量提取提高煤矿井下瓦斯抽采效率的方法,属于煤炭安全开采
技术介绍
瓦斯是煤矿生产中的主要危害因素。瓦斯含量的增加会降低空气中的氧含量,进而人员因缺氧发生窒息事故;当瓦斯浓度达到5-16%且氧浓度超过12%时遇高温热源会发生瓦斯爆炸;具备一定条件的区域在开采中会发生煤与瓦斯突出事故。现有的提高瓦斯抽采效率的方法都是通过人工干扰在煤层内形成裂隙和瓦斯运移通道,从而促进裂隙和通道附近的瓦斯解吸,然而人工形成的裂隙和通道有限,通常在实施这些技术方法后,煤层中还有大量的残余瓦斯不能被抽放出来,这些残余的瓦斯大部分会在煤炭开采过程中被释放出来,随通风风流直接排放到大气中。从现有的研究理论上来讲,提高煤体的温度可以大大降低煤层的瓦斯含量,也就可以大幅提高瓦斯抽采率。目前采用的煤层加热提高瓦斯抽采率的方法都需要提供额外的直接热源或化学物质反应热源,通过这些热源来加热煤层或加热二氧化碳、氮气或高温烟道气等其他介质,然而煤的导热能力较差,要实现煤层的加热,需要大量的额外外部热量,造成抽采瓦斯的能耗及成本较高。值的注意的是,煤矿井下广泛存在着地热资源。地热一般由岩石放热、矿石氧化放热、地热水等因素产生,而总体而言,岩石放热是井下地热的主要热源。有效合理的利用地热,就能够消除井下热害的同时更有效地利用能源。
技术实现思路
技术问题:本专利技术的目的是要克服现有技术中的不足之处,提供一种充分利用煤矿井下蕴含的地热资源,提高瓦斯抽采效率,能够在实现向煤 ...
【技术保护点】
一种地热能量提取提高瓦斯抽采效率的方法,其特征在于,包括以下步骤:a)在矿井热源区(19)间隔施工多个钻孔,并在每个钻孔中埋设集热热管(1),集热热管(1)外露段一端布置在集热水箱(6)内,外露孔口至集热水箱(6)入口段的集热热管段上设有热管保温层(2),布置在集热水箱(6)内的集热热管(1)段上均设有翅片(3),集热热管(1)头部设有端盖(4),端盖(4)通过螺纹连接固定在集热水箱(6)内的铜制热管舶(8)上,通过铜制热管舶(8)将多个集热热管串联固定,并进行封孔,以防止钻孔内热量散失;b)向集热水箱(6)内注水,使水位没过集热热管的翅片(3);c)将连接在集热水箱(6)下部的集热水箱热水管(12)和连接在集热水箱(6)上部的集热水箱冷水管(13)分别与换热器(9)的出入口连接在一起,通过水泵一使热水通过集热水箱热水管(12)注入换热器(9)内,经换热器(9)换热后的冷水经过水泵二通过集热水箱冷水管(13)返回集热水箱(6);d)在需要加热的煤层巷道内布置热源水箱(10),将连接在热源水箱(10)上部的热源水箱热水管(14)和连接在热源水箱(10)下部的热源水箱冷水管(15)分别与换 ...
【技术特征摘要】
1.一种地热能量提取提高瓦斯抽采效率的方法,其特征在于,包括以下步骤:a)在矿井热源区(19)间隔施工多个钻孔,并在每个钻孔中埋设集热热管(1),集热热管(1)外露段一端布置在集热水箱(6)内,外露孔口至集热水箱(6)入口段的集热热管段上设有热管保温层(2),布置在集热水箱(6)内的集热热管(1)段上均设有翅片(3),集热热管(1)头部设有端盖(4),端盖(4)通过螺纹连接固定在集热水箱(6)内的铜制热管舶(8)上,通过铜制热管舶(8)将多个集热热管串联固定,并进行封孔,以防止钻孔内热量散失;b)向集热水箱(6)内注水,使水位没过集热热管的翅片(3);c)将连接在集热水箱(6)下部的集热水箱热水管(12)和连接在集热水箱(6)上部的集热水箱冷水管(13)分别与换热器(9)的出入口连接在一起,通过水泵一使热水通过集热水箱热水管(12)注入换热器(9)内,经换热器(9)换热后的冷水经过水泵二通过集热水箱冷水管(13)返回集热水箱(6);d)在需要加热的煤层巷道内布置热源水箱(10),将连接在热源水箱(10)上部的热源水箱热水管(14)和连接在热源水箱(10)下部的热源水箱冷水管(15)分别与换热器(9)的出入口连接在一起,热源水箱(10)内的冷水经水泵三通过热源水箱冷水管(15)流入换热器(9)内,经换热器(9)热交换后的热水在水泵四的驱动下通过热源水箱热水管(14)返回热源水箱(10)内;e)在瓦斯抽采钻孔中间隔安装多个加热热管(11),多个加热热管(11)的前端设在瓦斯抽放钻孔中,后端设在热源水箱(10)内,加热热管(11)的结构与集热热管(1)布置在集热水箱(6)内的结构相同,方向相反;f)以热源水箱(10)作为热源,通过加热热管(11)对瓦斯抽采煤层(20)进行持续加热,进入加热热管(11)内部的液体工质(5)在浸入热源水箱(10)内的加热热管段部分受热蒸发并...
【专利技术属性】
技术研发人员:朱传杰,杨凯,林柏泉,卢细苗,高子善,
申请(专利权)人:中国矿业大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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