瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及煤层瓦斯抽采钻孔设备技术领域，具体一种瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统与方法。包括瓦斯抽采系统、排水排渣系统以及智能监测控制系统，瓦斯抽采系统包括设置在下向钻孔内的孔内抽采管，孔内抽采管通过导气支管与气路汇集管连通，气路汇集管顶部与导风管连通，导风管与压风主管连接，气路汇集管通过气路连接管与气液分离器连接，气液分离器通过抽采连接管与瓦斯抽采主管连通；所述的排水排渣系统包括设置在下向钻孔内的排水排渣管，下向钻孔的孔口位置设置有钻孔封孔段，排水排渣管深入下向钻孔底部，排水排渣管通过输水支管与输水汇集管连通，输水汇集管通过输水连接管与气液分离器连接，气液分离器底部与放水管路连通。底部与放水管路连通。底部与放水管路连通。

【技术实现步骤摘要】
瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统与方法


[0001]本专利技术涉及煤层瓦斯抽采钻孔设备
，具体是一种瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统与方法。

技术介绍

[0002]煤层瓦斯是威胁煤矿安全生产的“第一杀手”，2020年全国共发生煤矿事故123起、死亡228人，其中瓦斯事故7起、死亡30人。瓦斯（煤层气）作为煤的伴生产物，不仅是煤矿重大灾害源和大气污染源，更是一种宝贵的清洁能源。目前解决矿井瓦斯问题最普遍、最有效的技术措施是布设钻孔进行瓦斯抽采，在煤炭资源开采前对煤层瓦斯进行合理抽采，不仅能减少环境污染，还能保障煤矿安全生产，同时获得清洁能源，具有“环境、安全、能源”三重效益。
[0003]煤层瓦斯抽采钻孔根据不同的倾角方向可分为水平钻孔、上向钻孔和下向钻孔，多数情况下瓦斯抽采钻孔为水平钻孔或上向钻孔，排水排渣较为简单。然而，很多情况下煤矿开采过程也需要进行下向钻孔抽采瓦斯，如条带预抽消突、井巷揭煤穿层钻孔预抽瓦斯、煤层顶板岩巷预抽煤层瓦斯、煤层间岩巷抽采下部煤层瓦斯等。下向钻孔施工时一般采用水力排渣工艺，导致瓦斯本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统，其特征在于：包括瓦斯抽采系统、排水排渣系统以及智能监测控制系统，所述的瓦斯抽采系统包括设置在下向钻孔（1）内的孔内抽采管（2），孔内抽采管（2）通过导气支管（8）与气路汇集管（13）连通，气路汇集管（13）顶部与导风管（12）连通，导风管（12）与压风主管（11）连接，气路汇集管（13）通过气路连接管（14）与气液分离器（20）连接，气液分离器（20）通过抽采连接管（19）与瓦斯抽采主管（18）连通；所述的排水排渣系统包括设置在下向钻孔（1）内的排水排渣管（3），下向钻孔（1）的孔口位置设置有钻孔封孔段（7），排水排渣管（3）深入下向钻孔（1）底部，排水排渣管（3）通过输水支管（9）与输水汇集管（15）连通，输水汇集管（15）通过输水连接管（17）与气液分离器（20）连接，气液分离器（20）底部与放水管路（22）连通；智能监测控制系统包括设置在下向钻孔（1）内的液位传感器（6）、导风管（12）上安装的矿用电磁阀I（10A）、导气支管（8）上安装的矿用电磁阀II（10B）、气路连接管（14）上安装的矿用电磁阀III（10C）以及抽采连接管（19）上安装的矿用电磁阀IV（10D），液位传感器（6）、矿用电磁阀I（10A）、矿用电磁阀II（10B）、矿用电磁阀III（10C）以及矿用电磁阀IV（10D）分别与PLC控制箱（25）信号连接，PLC控制箱（25）与地面监控终端（26）信号连接。2.根据权利要求1或2所述的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统，其特征在于：所述的孔内抽采管（2）端头处设有布满筛孔的采气接头（4B）。3.根据权利要求2所述的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统，其特征在于：所述的排水排渣管（3）端头处设有布满筛孔的滤渣接头（4A）。4.根据权利要求3所述的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统，其特征在于：所述的输水连接管（17）上设有滤渣套管（16）。5.根据权利要求4所述的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统，其特征在于：所述的放水管路（22）上设有自动排水阀（21）和水流量计（23）。6.根据权利要求5所述的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统，其特征在于：所述的气液分离器（20）上设置有气压平衡阀（27）。7.根据权利要求6所述的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统，其特征在于：所述的液位传感器（6）位于下向钻孔（1）的中下部，距孔底的斜长距离为孔深的1/3。8.一种如权利要求7所述的瓦斯抽采下向钻孔智能抽采排水排渣一体化系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，S100
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瓦斯抽采：下向钻孔（1）正常抽采瓦斯时，导气支管（8）、气路连接管（14）和抽采连接管（19）上的矿用电磁阀II（10B）、矿用电磁阀III（10C）以及矿用电磁阀IV（10D）处于打开状态，导风管（12）上的矿用电磁阀I（10A）处于关闭状态，此时下向钻孔（1）中的瓦斯流入气路汇集管（13），然后通过气路连接管（14）汇入气液分离器（20），在负压作用下经抽采连接管（19）流入瓦斯抽采主管（18）；S200
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冲渣：当下向钻孔（1）内的积水达到液位传感器（6）所在的位置时，液位传感器（6）将下向钻孔（1）中的液位信息传递至PLC控制箱（25），PLC控制程序将信息进行处理后，进入下向钻孔（1）自动冲渣程序，此时PLC控制程序首先关闭导气支管（8）和抽采连接管（19）上的矿用电磁阀II（10B）和矿用电磁阀IV（10D），打开导风管（12）上的矿用电...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欢，杜双利，李雨成，杨雪林，赵涛，黄玉玺，王涛，李龙龙，张静，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：