可增大煤层渗透性的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种可增大煤层渗透性的装置，包括壳体以及均设置在壳体内的振动机和超声波发生装置，所述壳体为由内层和外层共同构成的双层结构，壳体外层的材质为记忆金属。本实用新型专利技术是一种增大煤层透气性，提高煤层抽采效率的装置。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

Device for increasing permeability of coal seam

The utility model discloses a device can increase the permeability of coal seams, which comprises a shell and a device are provided in the shell and the ultrasonic vibrator, double layer structure of the housing on the grounds of the inner and outer parts of the outer shell is made of metal memory. The utility model relates to a device for increasing the permeability of coal seams and improving the extraction efficiency of coal seams.

【技术实现步骤摘要】

可增大煤层渗透性的装置
本技术涉及一种可增大煤层透气性，提高煤层抽采效率的装置。
技术介绍
煤层中含有大量的煤层气，又称为瓦斯，它不仅是宝贵的资源，也是煤矿地下开采中煤与瓦斯突出潜能的重要组成部分，其主要成分是甲烷。我国是煤炭资源大国，随着煤炭工业的高速发展和规模骤增，瓦斯涌出量增大，因瓦斯突出、爆炸引起的煤矿事故迅速上升。在煤体开采时，煤层中的瓦斯含量要达到一定值才能开采，仅靠通风治理瓦斯不充分，容易在煤体开采过程中导致瓦斯再次溢出，造成事故，而且会减缓煤体的开采进度。然而，煤层气是一种优质、洁净的燃料，如果得到合理的开发、回收和利用，不仅可以减少煤矿事故的发生，保障煤矿的正常生产，还可以解决我国能源紧缺的问题。我国的煤层气资源量约38万亿立方米，这一数值与天然气资源量相当。我国已成功地实现开采层抽采煤层气、邻近层抽采煤层气、采空区抽采煤层气、围岩抽采煤层气等技术，并在全国大、中、小型煤矿区域防突中得到了广泛的应用，在煤层气抽采、防治瓦斯爆炸和减少煤与瓦斯突出方面取得了一些成效。由于我国煤层赋存地质条件复杂，瓦斯含量高，煤层的渗透率低，所以在煤层气抽采方面出现较大的困难，虽然目前也采用了一些提高煤层渗透性的方法，但各有特定的适应条件，适应范围小，效果不显著。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种增大煤层透气性，提高煤层抽采效率的装置。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案:一种可增大煤层渗透性的装置，包括壳体以及均设置在壳体内的振动机和超声波发生装置，所述壳体为由内层和外层共同构成的双层结构，壳体外层的材质为记忆金属。振动机包括双轴伸发动机和分别设置在发动机两外伸输出轴上的两凸轮。所述两凸轮为半圆形块体，两凸轮在两输出轴上的安装位置相对一致。所述壳体内设一挡板，将壳体内腔分成上、下两室，振动机位于上室内，超声波发生装置位于下室内。所述发动机外伸输出轴为上下延伸。所述超声波发生装置包括安装体和超声波发生器，安装体呈半球体状且其半球面为向下凸出，安装体半球面上均布有超声波发生器。所述超声波发生器的超声波频率为20KH-50KH之间。所述发动机的电源开关、与发动机连接的转速调节器、超声波发生装置的电源开关以及超声波发生装置的频率调节器共同构成调节系统，调节系统位于壳体外部。本技术所述的可增大煤层渗透性的装置，结构简单、操作方便，基于机械振动原理和超声波共振原理，采用振动和共振条件下的开采方法，使煤层产生更多的瓦斯自由解吸面，增大煤层的透气性系数；同时，在共振作用下，加速瓦斯气体由吸附向游离的转换，使在同等条件下，能够抽采更多的瓦斯。由此在煤层中实施振动作业，增加煤层的裂隙发育来提高煤层渗透率，从而减少煤层对瓦斯的吸收量从而提高煤层瓦斯排放速率和排放量。附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是图1中的A向视图；图3是图1中的B向视图。具体实施方式由图1一图3所示的一种可增大煤层渗透性的装置，包括壳体I以及均设置在壳体I内的振动机和超声波发生装置，壳体I为由内层11和外层7共同构成的双层结构，壳体I为双层套筒结构，壳体I外层7的材质为记忆金属,壳体I内层11材质由硬度较大的合金材料制成。当记忆金属通电膨胀后可与钻孔壁紧密接触。所述壳体I内设一挡板10,挡板10固定在壳体I内层11内壁上，挡板10将壳体I内腔分成上、下两室，所述振动机位于上室内，超声波发生装置位于下室内。振动机通过连接架安装在壳体I内层11内。振动机包括双轴伸发动机3和分别设置在发动机3两外伸输出轴5上的两凸轮2。所述发动机3外伸输出轴5为上下延伸，即发动机3的两输出轴5 —个向上伸出、另一个向下伸出，所述两凸轮2为半圆形块体，两半圆形块体分别固设在两输出轴5的端部，并且两凸轮2在两输出轴5上的安装位置相对一致，以便在输出轴5转动时，能获得最大振幅。当然，本技术不拘泥于上述形式，同理，双轴伸发动机3也可用双轴伸电动机替代，当然，也可用其他振动机替代也可。所述超声波发生装置包括安装体4和超声波发生器6，安装体4呈半球体状且其半球面为向下凸出，安装体4半球面上均布有若干超声波发生器6。所述超声波发生器6的超声波频率为20KH-50KH之间。安装体4螺栓连接在壳体I内层11内。所述发动机3的电源开关、与发动机3连接的转速调节器、超声波发生装置的电源开关以及超声波发生装置的频率调节器共同构成调节系统9，调节系统9位于壳体I外部，调节系统9与电源8连接，该电源8也位于壳体I外部。调节系统9可对发动机3转速进行调节，并对超声波发射器的频率可以进行数字化控制。本技术的一种增大煤层渗透性的装置，具体实施步骤如下:(I)首先详细了解目标煤层的物理特性和地质构造特点，必要时，配合测地应力等测试措施；(2)在目标煤层上选择硬度相对高或密度相对大的区域作为顺层或穿层振动孔的施工地点，钻孔之间保持适当距离；(3)采用已知的工具技术逐一对布置的振动孔的孔位进行钻孔，振动孔的外径应略大于壳体I外层7的外径，所述的振动孔深入目标煤层以振动后不诱发瓦斯突出为前提;(4)振动孔打好后，将下室置入振动孔底，通过电源8以及调节系统9对外层7记忆金属进行通电，使其膨胀，与振动孔紧密接触，与振动孔呈压迫状态，从而达到固定效果;(5)确认壳体I固定无误后，先实施机械振动作业，接通电源8，打开调节系统9中发动机3开关，通过发动机3转动带动输出轴5转动，根据煤层的性质调节发动机3的转速，使煤体介质受到交替变化的拉应力和压应力作用，从而使煤体产生相应交替变化的伸长和压缩弹性形变，产生疏密相间的振动波，从而达到更好的机械振动效果，然后打开调节系统9中的超声波发射开关,调节超声波发射器的发射频率,发射一定频率范围内的超声波,和煤层中的微小颗粒或甲烷气体产生共振效果。有利于煤层气从微孔隙解吸、扩散和流动，所述的超声波发射器的发射频率根据目标煤层的地质构造特点和煤的基本物理性质以达到瓦斯高增透性为最佳；(6)按照常规方法在该振动影响区域内实施瓦斯的治理或抽采。应说明振动孔的孔位之间的距离布置应根据目标煤层对振动的敏感状态而定。本技术所采用的一种机械振动和超声波共振方法，通过振动孔内振动设备的机械振动作用，从而使煤体产生相应交替变化的伸长和压缩弹性形变，产生疏密相间的纵向振动，并增大煤层孔隙，和超声波与煤层中的微小颗粒共振作用，增大瓦斯的气体的分子动能，有利于煤层气从微孔隙解吸、扩散和流动，从而提高了煤层气的渗透率。上述实施例为本技术的较佳实施方式，但本技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本技术的精神实质与原理下所作的改变、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可增大煤层渗透性的装置，其特征在于：包括壳体以及均设置在壳体内的振动机和超声波发生装置，所述壳体为由内层和外层共同构成的双层结构，壳体外层的材质为记忆金属。

【技术特征摘要】
1.一种可增大煤层渗透性的装置，其特征在于:包括壳体以及均设置在壳体内的振动机和超声波发生装置，所述壳体为由内层和外层共同构成的双层结构，壳体外层的材质为记忆金属。2.如权利要求1所述的可增大煤层渗透性的装置，其特征在于:振动机包括双轴伸发动机和分别设置在发动机两外伸输出轴上的两凸轮。3.如权利要求2所述的可增大煤层渗透性的装置，其特征在于:所述两凸轮为半圆形块体，两凸轮在两输出轴上的安装位置相对一致。4.如权利要求3所述的可增大煤层渗透性的装置，其特征在于:所述壳体内设一挡板，将壳体内腔分成上、下两室，振动机位于上室内，超声波发生装置位于下室内。5.如权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓，侯斌，石志永，贵宏伟，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：实用新型
国别省市：