【技术实现步骤摘要】
煤层加热及煤粉清除方法
本专利技术属于煤层气开采
，具体涉及煤层加热及煤粉清除方法。
技术介绍
煤层气是指储存在煤层中以甲烷为主要成分、以吸附在煤基质颗粒表面为主、部分游离于煤孔隙中或溶解于煤层水中的烃类气体，是煤的伴生矿产资源，属非常规天然气，是近一二十年在国际上崛起的洁净、优质能源和化工原料。由于我国煤层渗透率普遍较低，瓦斯抽采方式和效果受到极大局限。因此，如何提高煤层渗透率，进而达到强化瓦斯抽采的目的是煤炭行业面临的一个重要问题。国内外专家提出了一些改善煤层渗透率的方法和技术，主要有：水力压裂法、水力割缝法等水力化措施，多元气体驱替方法以及深孔预裂爆破、交叉布孔法等。这些方法对强化煤层瓦斯抽采均起到了一定的作用，但其应用效果却受地质因素、现场因素等条件的限制。煤层注热强化抽采瓦斯的思路源于石油开采中的热力驱油方法，其增产机理：通过向煤层注入过热水蒸气，使煤体温度升高，促进瓦斯解吸并使煤层渗透率得到提高，从而实现瓦斯强化抽采。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有技术中的不足之处，提供一种提高煤层气开采效率的煤层加热及煤粉清除方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：煤层加热及煤粉清除方法，包括以下步骤，步骤一、待热采的煤层长度为L，将地面控制中心、发电机以及地面卷线车置于煤层上方的地面上，其中地面卷线车上设置有智能电缆绞盘，智能电缆绞盘上缠绕有耐高温抗拉电缆，智能电缆绞盘的出线端设置有第一拉力传感器；装配好n组中空式管道机器人组，耐高温抗拉电缆的一端...
【技术保护点】
1.煤层加热及煤粉清除方法，其特征在于：包括以下步骤，/n步骤一、待热采的煤层长度为L，将地面控制中心、发电机以及地面卷线车置于煤层上方的地面上，其中地面卷线车上设置有智能电缆绞盘，智能电缆绞盘上缠绕有耐高温抗拉电缆，智能电缆绞盘的出线端设置有第一拉力传感器；装配好n组中空式管道机器人组，耐高温抗拉电缆的一端与发电机相连接，耐高温抗拉电缆的另一端与最后方的中空式管道机器人组相连接；智能电缆绞盘、第一拉力传感器、发电机以及所有的中空式管道机器人组分别通过控制线路与地面控制中心连接；/n步骤二、依次将每组中空式管道机器人组送达煤层气热采通道的指定位置，此时n组中空式管道机器人组并排间隔设置，相邻的两组中空式管道机器人组之间的距离为L
【技术特征摘要】
1.煤层加热及煤粉清除方法，其特征在于：包括以下步骤，
步骤一、待热采的煤层长度为L，将地面控制中心、发电机以及地面卷线车置于煤层上方的地面上，其中地面卷线车上设置有智能电缆绞盘，智能电缆绞盘上缠绕有耐高温抗拉电缆，智能电缆绞盘的出线端设置有第一拉力传感器；装配好n组中空式管道机器人组，耐高温抗拉电缆的一端与发电机相连接，耐高温抗拉电缆的另一端与最后方的中空式管道机器人组相连接；智能电缆绞盘、第一拉力传感器、发电机以及所有的中空式管道机器人组分别通过控制线路与地面控制中心连接；
步骤二、依次将每组中空式管道机器人组送达煤层气热采通道的指定位置，此时n组中空式管道机器人组并排间隔设置，相邻的两组中空式管道机器人组之间的距离为L1，L1=L/n；
步骤三、启动每组中空式管道机器人组，使得中空式管道机器人组对煤层气热采通道壁上的煤粉进行清刷，并且中空式管道机器人组通过电磁对接装置与前方的一组中空式管道机器人组相对接，此时每组的中空式管道机器人组内的复合式螺旋电阻丝完全伸展开；
步骤四、将每组中空式管道机器人组固定于煤层气热采通道壁内，并且封闭中空式管道机器人组与煤层气热采通道壁之间的空隙，使得每组中空式管道机器人组在煤层气热采通道内形成相对密封的空间；
步骤五、启动发电机，发电机通过耐高温抗拉电缆与所有中空式管道机器人组的复合式螺旋电阻丝电连接，通过发电机提供加热电阻丝所需的电能，电阻丝加热后的水产生较大的压强并压入煤层里；与此同时启动中空式管道机器人组的煤粉过滤机构，过滤中空式管道机器人组内的煤粉颗粒；
步骤六、加热工作结束后，关闭发电机，操控电磁对接装置，使得中空式管道机器人组与前方的一组中空式管道机器人组相脱离，随后收回每组中空式管道机器人组的复合式螺旋电阻丝，将所有中空式中空式管道机器人组从煤层气热采通道内退出至地面即可。
2.根据权利要求1所述的煤层加热及煤粉清除方法，其特征在于：中空式管道机器人组包括加热管道机器人、煤粉清除管道机器人和子动力装置，加热管道机器人和煤粉清除管道机器人通过两根复合式螺旋电阻丝连接，两根复合式螺旋电阻丝穿过所述的子动力装置，子动力装置可拆卸连接在煤粉清除管道机器人的后部，所述的两根复合式螺旋电阻丝均收纳于加热管道机器人内部。
3.根据权利要求2所述的煤层加热及煤粉清除方法，其特征在于：加热管道机器人包括管道机器装置和两组电阻丝卷线装置；
管道机器装置包括控制单元和圆筒形的外壳，外壳的两端分别通过封堵板封堵，每块封堵板上均开设有圆孔，外壳内固定有圆筒管道，圆筒管道的两端分别固定在两块封堵板的圆孔处；外壳的两端部外周均设有耐高温橡胶气囊组，耐高温橡胶气囊组由若干个耐高温橡胶气囊组成，且若干个耐高温橡胶气囊沿外壳圆周方向呈环形阵列布置，每个耐高温橡胶气囊内部设有独立的安装腔，安装腔内设置有气囊充气机构，耐高温橡胶气囊上设置有自动排气阀；外壳外周设置有若干组行走机构和若干个组固定锚杆件，若干组行走机构沿外壳圆周方向并排间隔设置，若干个组固定锚杆件沿外壳圆周方向并排间隔设置，且每组固定锚杆件位于两组相邻的行走机构之间；位于前侧的封堵板上安装有温度传感器，外壳内壁上安装有定位传感器；控制单元分别与定位传感器、温度传感器、自动排气阀、电动阀、气囊充气机构、行走机构、固定锚杆件和地面控制中心数据连接；
管道机器装置的外壳内壁与圆筒管道外壁之间形成收纳腔，两组电阻丝卷线装置对称位于收纳腔内；圆筒管道内设置有煤粉过滤机构，煤粉过滤机构包括转动轴，转动轴沿圆筒管道的轴线方向转动连接在圆筒管道内，收纳腔内固定有第四伺服电机，第四私服电机驱动转动轴转动，转动轴的两端均固定有叶轮，叶轮的表面均布设有锥形孔，且位于前侧叶轮上的锥形孔前小后大，位于后侧叶轮上的锥形孔前大后小；圆筒管道前端还安装有电动阀；
煤粉清除管道机器人包括管道机器装置和两组煤粉清除机构，煤粉清除管道机器人与加热管道机器人的管道机器装置结构相同；两组煤粉清除机构对称位于收纳腔内，煤粉清除机构包括集粉盒，前侧的封堵板上开设有喇叭形的集粉口，外壳的前端外周转动连接有煤粉清扫刷，收纳腔内设置有用于驱动煤粉清扫刷转动的空心轴电机，收纳腔内设置有位于集粉盒与集粉口之间的螺杆输送泵。
4.根据权利要求3所述的煤层加热及煤粉清除方法，其特征在于：气囊充气机构包括点火器、点火剂和叠氮化钠，安装腔上设置有与耐高温橡胶气囊内腔连通的充气孔；点火器与控制单元数据连接；
行走机构包括驱动装置和履带轮，履带轮由履带和若干个支撑轮组成，履带位于若干个支撑轮外侧且处于张紧状态，每个支撑轮的轮轴两端分别通过伸缩连接件连接在外壳上，伸缩连接件包括上连杆和下连杆，下连杆的下端铰接在外壳侧壁上，上连杆的上端铰接在支撑轮的轮轴端部，上连杆的下端和下连杆的上端相铰接，下连杆的中部和上连杆中部之间铰接有第一电动伸缩杆；驱动装置与其中一个支撑轮传动连接，控制单元与驱动装置和所有的第一电动伸缩杆数据连接；
固定锚杆件包括固定锚杆和安装架，固定锚杆为电动缸结构，固定锚杆的下端铰接在安装架上，固定锚杆的下部与安装架之间铰接有第二电动伸缩杆；控制单元与固定锚杆和第二电动伸缩杆数据连接；
电阻丝卷线装置包括调直器、缠绕引导盘、驱动电机和电阻丝卷线筒，电阻丝卷线筒转动连接在收纳腔内，调直器和缠绕引导盘均安装在收纳腔内且位于电阻丝卷线筒前端，收纳腔内还设置有第一伺服电机和第二伺服电机，第一伺服电机与调直器的其中一个轮传动连接，第二伺服电机与缠绕引导盘传动连接，驱动电机与电阻丝卷线筒传动连接；
位于前侧的封堵板上开设有电阻丝穿口，所述的复合式螺旋电阻丝缠绕在电阻丝卷线筒上，复合式螺旋电阻丝的活动端依次通过缠绕引导盘和调直器后经电阻丝穿口向前穿出；复合式螺旋电阻丝的活动端经电阻丝穿口穿出后连接在煤粉清除管道机器...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟艳军，闫涛滔，张艺宣，付鑫宇，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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