一种孔底快速降温抑制煤瓦斯解吸的取样系统及方法技术方案

技术编号:45020005 阅读:28 留言:0更新日期:2025-04-18 17:02
本发明专利技术公开了一种孔底快速降温抑制煤瓦斯解吸的取样系统及方法,通过钻孔机构施工钻孔达到所需取样深度,然后利用液氮注入装置向钻孔孔底注入液氮,液氮汽化吸热快速降低孔底煤体温度,减少瓦斯含量测试前煤体的解吸损耗,同时液氮汽化产生的氮气使得钻孔内的气压持续升高;接着钻孔机构对降温后的煤体进行钻进破碎,利用压风管路向环形气道内注入高压气体,由于钻孔内气压较高,使得高压气体进入气压更低的内层空心钻杆,通过气体持续的流动在钻头处产生虹吸效应形成负压将破碎煤块吸入并输送至煤样回收装置采集;本发明专利技术不仅能快速降低孔底煤层温度,而且不影响煤块的快速采集,保证为后续煤层瓦斯含量高精度测试提供所需的样品。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于煤体钻孔取样,具体地说是一种孔底快速降温抑制煤瓦斯解吸的取样系统及方法


技术介绍

1、瓦斯事故一直以来都是制约煤矿安全、高效生产的首要问题。煤层瓦斯赋存规律掌握不清,瓦斯治理措施不到位,是煤矿难以精准治理瓦斯、防治瓦斯灾害的主要原因。煤层瓦斯含量作为瓦斯防治措施参考的重要参数,其测试的精确度直接影响着后续瓦斯防治措施的设置及治理效果的好坏。

2、目前瓦斯含量测试主要通过向煤层深部打钻破碎煤体,从而采集某一孔深处的煤块,进行瓦斯解吸测试,然后加上估算得到的瓦斯损失量,从而计算出煤层瓦斯含量。研究发现,瓦斯损失量越大,估算出的瓦斯损失量误差值越大。因此,如何降低煤块从暴露开始到装罐测试过程中的瓦斯损失量,成为困扰瓦斯含量测试领域的难题。瓦斯损失量主要是因煤块内部瓦斯向外自然解吸产生,其解吸程度受温度影响最为显著,温度越高、瓦斯解吸速率越快。钻孔取样过程中钻头旋转钻进时会与接触的煤样反复摩擦生热,使煤体快速升温,进而会促进煤块内部瓦斯向外解吸,造成煤样取出过程中瓦斯损失量大。为避免该现象,行业内目前采用风冷、水冷的形式,降低因摩擦导致本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种孔底快速降温抑制煤瓦斯解吸的取样系统,其特征在于,包括煤样回收装置、液氮注入装置、压风管路和钻孔机构;

2.根据权利要求1所述孔底快速降温抑制煤瓦斯解吸的取样系统,其特征在于,所述内层空心钻杆和外层空心钻杆的长度相同且均为多个,多个内层空心钻杆同轴布设且通过钻杆连接槽连接;多个外层空心钻杆同轴布设且通过钻杆连接槽连接。

3.根据权利要求1所述孔底快速降温抑制煤瓦斯解吸的取样系统,其特征在于,所述压风管路上装有压风控制球阀;三通接头与煤尘集料箱之间的管路上装有采样控制球阀;排液管上装有液氮控制球阀;压缩空气罐和液氮罐之间的管路上装有气体比例调节阀。

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【技术特征摘要】

1.一种孔底快速降温抑制煤瓦斯解吸的取样系统,其特征在于,包括煤样回收装置、液氮注入装置、压风管路和钻孔机构;

2.根据权利要求1所述孔底快速降温抑制煤瓦斯解吸的取样系统,其特征在于,所述内层空心钻杆和外层空心钻杆的长度相同且均为多个,多个内层空心钻杆同轴布设且通过钻杆连接槽连接;多个外层空心钻杆同轴布设且通过钻杆连接槽连接。

3.根据权利要求1所述孔底快速降温抑制煤瓦斯解吸的取样系统,其特征在于,所述压风管路上装有压风控制球阀;三通接头与煤尘集料箱之间的管路上装有采样控制球阀;排液管上装有液氮控制球阀;压缩空气罐和液氮罐之间的管路上装有气体比例调节阀。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:赵先明郄利敏李治理杨振华孙新建赵修臣许红坡王亮刘军旗刘楠黄青成翟成丛钰洲
申请(专利权)人:永城煤电控股集团有限公司
类型:发明
国别省市:

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