一种井下余热利用提高瓦斯预抽效率的方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种井下余热利用提高瓦斯预抽效率的方法及系统，属于矿井能源利用及瓦斯防治技术领域。本发明专利技术包括识别矿井井下能够作为热源的机电设备，布设与机电设备进行热交换的热交换器，实现对机电设备余热的回收；在深部岩层嵌入地热管，通过地热管内的热交换介质水与岩体热交换，实现对地热能的回收利用；并将回收热量分别用于注氮系统的氮气加热以及水力压裂系统的水预热；煤层瓦斯预抽前，先通过预热水对煤层进行水力压裂，然后再注入加热的氮气，进行注氮驱替，本发明专利技术不仅将煤矿井下的热量进行回收利用，而且将回收后的热量作用于瓦斯的预抽，提高瓦斯的预抽效率和煤层的渗透性，提高煤矿生产的安全性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及矿井能源利用及瓦斯防治，具体涉及一种井下余热利用提高瓦斯预抽效率的方法及系统。

技术介绍

1、中国煤层普遍呈现“三高一低”的特征，即高含量、高地应力、高瓦斯压力以及低渗透率。加上煤矿井下复杂的环境条件，瓦斯抽采难度加大。因此国内绝大多数煤矿在预抽瓦斯之前，都采取一定的措施对煤层进行增渗助产。煤层瓦斯预抽效率对于煤矿安全生产至关重要。

2、传统瓦斯预抽技术面临两大瓶颈，注氮驱替技术效率低，常温氮气（20-25℃）对煤体吸附瓦斯的解吸能力有限（解吸率<40%），且氮气在低渗透煤层中扩散阻力大，驱替效果随压力衰减显著；水力压裂技术能耗高，冷态压裂水（10-20℃）难以软化煤体，裂隙扩展需依赖超高泵压（>50mpa），导致能耗明显增加。

技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种井下余热利用提高瓦斯预抽效率的方法及系统。

2、本专利技术提供的一种井下余热利用提高瓦斯预抽效率的方法，包括以下步骤：

3、对机电设备和/或岩体地热能进本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种井下余热利用提高瓦斯预抽效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的井下余热利用提高瓦斯预抽效率的方法，其特征在于，所述利用余热对注氮系统的氮气进行加热，包括：

3.如权利要求1所述的井下余热利用提高瓦斯预抽效率的方法的系统，其特征在于，包括余热收集系统、氮气加热装置、注氮系统、水力压裂系统；所述余热收集系统包括与机电设备进行热交换的热交换器和地热管，所述余热回收系统分别通过传热管道与注氮系统和水力压裂系统连接，氮气加热装置位于所述余热收集系统与注氮系统之间，用于加热进入注氮系统的氮气；所述传热管道划分为热源入口管路、中段管路、末端管路3...

【技术特征摘要】

1.一种井下余热利用提高瓦斯预抽效率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的井下余热利用提高瓦斯预抽效率的方法，其特征在于，所述利用余热对注氮系统的氮气进行加热，包括：

3.如权利要求1所述的井下余热利用提高瓦斯预抽效率的方法的系统，其特征在于，包括余热收集系统、氮气加热装置、注氮系统、水力压裂系统；所述余热收集系统包括与机电设备进行热交换的热交换器和地热管，所述余热回收系统分别通过传热管道与注氮系统和水力压裂系统连接，氮气加热装置位于所述余热收集系统与注氮系统之间，用于加热进入注氮系统的氮气；所述传热管道划分为热源入口管路、中段管路、末端管路3个区域，所述传热管道的各区域上均布设有多个温度传感器，各所述传热管道上均设有循环泵，各热交换器上均设有阀门，各所述温度传感器、阀门及循环泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：双海清，刘骏宏，林海飞，周斌，徐培耘，肖鹏，王崇智，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：