一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透装置及方法制造方法及图纸

一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透装置，包括抽采管路、送风管路、调节管路、控压气动阀和增压管路，抽采管路包括孔内抽采管和排气管，排气管上设有第一气动阀；送风管路上依次设有第一截止阀、第二气动阀和第一单向阀，第一单向阀与孔内抽采管连接；调节管路的两端分别与第一截止阀和第一气动阀连接，调节管路上依次设有第二截止阀和第三气动阀，第三气动阀位于调节管路的末端，第一气动阀的开启控制管路和关闭控制管路分别与第三气动阀连接，第二气动阀的开启控制管路和关闭控制管路分别与第一气动阀的关闭控制管路和第一气动阀的开启控制管路连接；增压管路两端分别与调节管路和送风管路连接。

Device and method for automatically removing and increasing permeability of gas drainage borehole

The utility model relates to an automatic plugging and increasing permeability device for a gas extraction borehole, which comprises a gas extraction pipeline, a air supply pipeline, a regulating pipeline, a pressure control pneumatic valve and a pressurized pipeline. The gas extraction pipeline comprises an in-hole extraction pipe and an exhaust pipe, and the exhaust pipe is provided with a first pneumatic valve; the air supply pipeline is successively provided with a first stop valve, a second pneumatic valve and a first one-way valve. The first one-way valve is connected with the in-hole suction pipe; the two ends of the regulating pipe are connected with the first globe valve and the first pneumatic valve respectively; the second globe valve and the third pneumatic valve are successively arranged in the regulating pipe; the third pneumatic valve is located at the end of the regulating pipe; the opening control pipe and the closing control pipe of the first pneumatic valve are respectively connected with the third pneumatic valve. Pneumatic valve connection, the second pneumatic valve opening control pipeline and the closing control pipeline are respectively connected with the first pneumatic valve closing control pipeline and the first pneumatic valve opening control pipeline; the two ends of the pressurization pipeline are connected with the regulation pipeline and the air supply pipeline.

【技术实现步骤摘要】
一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透装置及方法
本专利技术涉及瓦斯抽采领域，尤其涉及煤矿井下煤层瓦斯抽采钻孔的疏堵增透。
技术介绍
煤层瓦斯抽采是防治矿井瓦斯事故、保证矿井安全生产的重要技术手段，在突出矿井和高瓦斯矿井中得到了广泛应用。瓦斯抽采同时也是获取清洁能源、增加能源供给、减少环境污染的重要举措。提高瓦斯抽采效果意义重大。我国大部分矿区煤层透气性低，属于难以抽采煤层和较难抽采煤层，抽采钻孔施工后，抽采钻孔瓦斯流量、瓦斯浓度衰减快，瓦斯抽采效果差。为了提高低透气性煤层的瓦斯抽采效果，专家学者们研制了多种提高煤层透气性和抽采效果的技术手段，概括起来可以分为两大类，第一类——增压增透措施，如水力压裂、二氧化碳相变致裂爆破、深孔预裂爆破等，通过高能量、高应力的作用破坏煤体，构建裂隙通道提高煤层透气性；第二类——卸压增透措施，如水力割缝、水力冲孔等，通过将抽采钻孔周围的煤体剥离扩孔，降低地应力，提高煤层透气性。这些措施分别在不同的矿井得到了应用。现场应用经验表明，上述措施不但工程量大、成本高，而且采取上述增透措施后，对提高抽采钻孔运行初期瓦斯流量、瓦斯浓度效果明显，但抽采钻孔运行到后期，由于瓦斯流动通道的封堵，依然避免不了瓦斯流量、瓦斯浓度衰减的问题，抽放钻孔的功能未能充分发挥作用。针对低透气性煤层以及抽采钻孔运行后期存在的瓦斯流量、瓦斯浓度衰减等问题，本专利技术拟根据含气多孔介质的泄压破坏机理，提出一种煤层瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透方法和装置，使用专门装置首先在抽采钻孔内充满与井下压风系统压力相等的压缩空气，再通过气体动力单元将储气罐内的高压压缩空气反复充入抽采钻孔内，当抽采钻孔内压缩空气达到一定压力值后，突然泄压释放高压气体，通过压缩空气的增压-泄压对抽采钻孔抽采管集气段以及抽采钻孔边壁煤体的反复作用，实现煤体的破碎、裂缝的扩展、煤粒煤粉的搬运，达到疏通瓦斯裂隙通道、增加煤体透气性的目的，提高抽采钻孔的瓦斯抽采效果。
技术实现思路
针对现有技术中存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透装置及方法，疏通瓦斯裂隙通道，增加煤体透气性，提高瓦斯抽采效果。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透装置，包括抽采管路、送风管路、调节管路、控压气动阀和增压管路，抽采管路包括孔内抽采管和排气管，排气管上设有第一气动阀；送风管路上依次设有第一截止阀、第二气动阀和第一单向阀，第一单向阀与孔内抽采管连接；调节管路的两端分别与第一截止阀和第一气动阀连接，调节管路上依次设有第二截止阀和第三气动阀，第三气动阀位于调节管路的末端，第一气动阀的开启控制管路和关闭控制管路分别与第三气动阀连接，第二气动阀的开启控制管路和关闭控制管路分别与第一气动阀的关闭控制管路和第一气动阀的开启控制管路连接；增压管路两端分别与调节管路和送风管路连接，增压管路与调节管路的连接点位于第二截止阀与第一截止阀之间，增压管路与送风管路的连接点位于第一单向阀与孔内抽采管之间，且增压管路与送风管路的连接点与第三气动阀连接，增压管路上依次设有增压泵、储气罐和第四气动球阀，第四气动球阀开启控制管路和关闭控制管路分别与控压气动阀连接，控压气动阀通过第一连接管路与第一气动阀的关闭控制管路连接，且第一连接管路上设有第二单向阀，控压气动阀通过第二连接管路与增压管路连接，且第二连接管路与增压管路的连接点位于储气罐与第四气动球阀之间；第二截止阀通过第三连接管路与第二气动阀的关闭控制管路和第四气动球阀的关闭控制管路连接，第三连接管路上设有第三单向阀，且第三单向阀位于第三连接管路与第二气动阀关闭控制管路连接点和第三连接管路与第四气动球阀关闭控制管路连接点之间；当第三气动阀关闭时，调节管路与第一气动阀的关闭控制管路和第二气动阀的开启控制管路连通，当第三气动阀打开时，调节管路与第一气动阀的开启控制管路和第二气动阀的关闭控制管路连通，第三气动阀为常闭状态；当第二截止阀打开时，第二截止阀与第三气动阀连通，当第二截止阀关闭时，第二截止阀与第一气动阀的开启控制管路和第二气动阀的关闭控制管路连通，第二截止阀处于常开状态；当控压气动阀处于关闭状态时，第一气动阀的关闭控制管路和第四气动球阀的关闭控制管路构成通路，当控压气动阀打开时，第一气动阀的关闭控制管路和第四气动球阀的开启控制管路构成通路，控压气动阀处于常闭状态。所述孔内抽采管和排气管通过快速接头连接。所述排气管上设有第一压力表。所述调节管路上设有过滤调压油雾器组合机构，过滤调压油雾器组合机构位于第一截止阀与增压泵之间。所述第一气动阀为气动蝶形截止阀，第一截止阀为手动球形截止阀，第二气动阀为气动两位两通阀，第三气动阀为气动两位五通阀，第二截止阀为手动两位五通阀，控压气动阀为气动两位五通阀。所述增压管路上设有第二压力表。所述增压管路上设有泄压阀，泄压阀为手动截止阀。一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透方法，其特征在于包括如下步骤：（1）将送风管路前端与井下压风装置连接并打开第一截止阀，一部分气体进入调节管路中，另一部分气体进入增压管路中；（2）进入调节管路中的气体触发第三气动阀，调节管路与第一气动阀的关闭控制管路和第二气动阀的开启控制管路连通，从而关闭第一气动阀，开启第二气动阀；（3）第二气动阀开启后，井下压风装置排出的风通过送风管路进入孔内抽采管中；（4）增压泵将增压管路中的气体输送至储气罐中并不断加压，储气罐、控压气动阀和第四气动球阀的关闭控制管路构成通路，第四气动球阀处于关闭状态；（5）当储气罐中的气体压力值大于控压气动阀的动作压力值时，控压气动阀打开，第一气动阀的关闭控制管路和第四气动球阀的开启控制管路构成通路，第四气动球阀处于打开状态，增压管路与孔内抽采管构成通路，储气罐内的高压气体排入孔内抽采管中；（6）储气罐中的气体经过释放其压力值小于控压气动阀的动作压力值时，控压气动阀关闭，第一气动阀的关闭控制管路和第四气动球阀的关闭控制管路构成通路，第四气动球阀处于关闭状态，增压泵将增压管路中的气体输送至储气罐中并继续加压；（7）重复步骤（4）至步骤（6），当孔内抽采管中的气体压力值达到第三气动阀的动作压力值时，调节管路与第一气动阀的开启控制管路和第二气动阀的关闭控制管路连通，从而打开第一气动阀，关闭第二气动阀，孔内抽采管内的气体从排气管迅速排出；（8）当孔内抽采管中的气体压力值低于第三气动阀的动作压力值时，第三气动阀复位，调节管路与第一气动阀的关闭控制管路和第二气动阀的开启控制管路连通，从而关闭第一气动阀，开启第二气动阀；（9）多次重复步骤（2）至步骤（8），直至孔内抽采管内没有煤粉从排气管排出为止；（10）手动调整第二截止阀，井下压风装置与第一气动阀的开启控制管路和第二气动阀的关闭控制管路连通，从而打开第一气动阀，关闭第二气动阀，孔内抽采管内的气体从排气管排出泄压，最后关闭第一截止阀。所述控压气动阀的动作压力值为1.6MPa。所述第三气动阀的动作压力值为0.6MPa。本专利技术通过储气罐在泄压时向孔内抽采管输送高压气体，高压气体由孔内抽采管向瓦斯抽采孔内喷发，对固结在抽采钻孔抽采管集气段的堵塞物（第一道隔离屏）进行冲击破碎；调节管路和控压气动阀通过储气罐内压力的变化控制储气罐内高压气体的间歇性泄压，实现对抽采钻孔抽采管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透装置，其特征在于：包括抽采管路、送风管路、调节管路、控压气动阀和增压管路，抽采管路包括孔内抽采管和排气管，排气管上设有第一气动阀；送风管路上依次设有第一截止阀、第二气动阀和第一单向阀，第一单向阀与孔内抽采管连接；调节管路的两端分别与第一截止阀和第一气动阀连接，调节管路上依次设有第二截止阀和第三气动阀，第三气动阀位于调节管路的末端，第一气动阀的开启控制管路和关闭控制管路分别与第三气动阀连接，第二气动阀的开启控制管路和关闭控制管路分别与第一气动阀的关闭控制管路和第一气动阀的开启控制管路连接；增压管路两端分别与调节管路和送风管路连接，增压管路与调节管路的连接点位于第二截止阀与第一截止阀之间，增压管路与送风管路的连接点位于第一单向阀与孔内抽采管之间，且增压管路与送风管路的连接点与第三气动阀连接，增压管路上依次设有增压泵、储气罐和第四气动球阀，第四气动球阀开启控制管路和关闭控制管路分别与控压气动阀连接，控压气动阀通过第一连接管路与第一气动阀的关闭控制管路连接，且第一连接管路上设有第二单向阀，控压气动阀通过第二连接管路与增压管路连接，且第二连接管路与增压管路的连接点位于储气罐与第四气动球阀之间；第二截止阀通过第三连接管路与第二气动阀的关闭控制管路和第四气动球阀的关闭控制管路连接，第三连接管路上设有第三单向阀，且第三单向阀位于第三连接管路与第二气动阀关闭控制管路连接点和第三连接管路与第四气动球阀关闭控制管路连接点之间；当第三气动阀关闭时，调节管路与第一气动阀的关闭控制管路和第二气动阀的开启控制管路连通，当第三气动阀打开时，调节管路与第一气动阀的开启控制管路和第二气动阀的关闭控制管路连通，第三气动阀为常闭状态；当第二截止阀打开时，第二截止阀与第三气动阀连通，当第二截止阀关闭时，第二截止阀与第一气动阀的开启控制管路和第二气动阀的关闭控制管路连通，第二截止阀处于常开状态；当控压气动阀处于关闭状态时，第一气动阀的关闭控制管路和第四气动球阀的关闭控制管路构成通路，当控压气动阀打开时，第一气动阀的关闭控制管路和第四气动球阀的开启控制管路构成通路，控压气动阀处于常闭状态。...

【技术特征摘要】
1.一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透装置，其特征在于：包括抽采管路、送风管路、调节管路、控压气动阀和增压管路，抽采管路包括孔内抽采管和排气管，排气管上设有第一气动阀；送风管路上依次设有第一截止阀、第二气动阀和第一单向阀，第一单向阀与孔内抽采管连接；调节管路的两端分别与第一截止阀和第一气动阀连接，调节管路上依次设有第二截止阀和第三气动阀，第三气动阀位于调节管路的末端，第一气动阀的开启控制管路和关闭控制管路分别与第三气动阀连接，第二气动阀的开启控制管路和关闭控制管路分别与第一气动阀的关闭控制管路和第一气动阀的开启控制管路连接；增压管路两端分别与调节管路和送风管路连接，增压管路与调节管路的连接点位于第二截止阀与第一截止阀之间，增压管路与送风管路的连接点位于第一单向阀与孔内抽采管之间，且增压管路与送风管路的连接点与第三气动阀连接，增压管路上依次设有增压泵、储气罐和第四气动球阀，第四气动球阀开启控制管路和关闭控制管路分别与控压气动阀连接，控压气动阀通过第一连接管路与第一气动阀的关闭控制管路连接，且第一连接管路上设有第二单向阀，控压气动阀通过第二连接管路与增压管路连接，且第二连接管路与增压管路的连接点位于储气罐与第四气动球阀之间；第二截止阀通过第三连接管路与第二气动阀的关闭控制管路和第四气动球阀的关闭控制管路连接，第三连接管路上设有第三单向阀，且第三单向阀位于第三连接管路与第二气动阀关闭控制管路连接点和第三连接管路与第四气动球阀关闭控制管路连接点之间；当第三气动阀关闭时，调节管路与第一气动阀的关闭控制管路和第二气动阀的开启控制管路连通，当第三气动阀打开时，调节管路与第一气动阀的开启控制管路和第二气动阀的关闭控制管路连通，第三气动阀为常闭状态；当第二截止阀打开时，第二截止阀与第三气动阀连通，当第二截止阀关闭时，第二截止阀与第一气动阀的开启控制管路和第二气动阀的关闭控制管路连通，第二截止阀处于常开状态；当控压气动阀处于关闭状态时，第一气动阀的关闭控制管路和第四气动球阀的关闭控制管路构成通路，当控压气动阀打开时，第一气动阀的关闭控制管路和第四气动球阀的开启控制管路构成通路，控压气动阀处于常闭状态。2.根据权利要求1所述的一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透装置，其特征在于：所述孔内抽采管和排气管通过快速接头连接。3.根据权利要求1或2所述的一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透装置，其特征在于：所述排气管上设有第一压力表。4.根据权利要求1或2所述的一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透装置，其特征在于：所述调节管路上设有过滤调压油雾器组合机构，过滤调压油雾器组合机构位于第一截止阀与增压泵之间。5.根据权利要求1所述的一种瓦斯抽采钻孔自动疏堵增透装置，其特征在于：所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建国，魏风清，李书文，张安生，李朋宇，周德勇，刘贺，
申请(专利权)人：焦作市美格安矿业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41