一种煤体瓦斯抽采方法及装置.pdf

本发明公开了一种煤体瓦斯抽采方法及装置，通过将瓦斯抽采系统的负压引致瓦斯抽采钻孔的孔底，提高抽采系统负压的利用率，既可提高瓦斯钻孔抽采负压的效率，又提高了瓦斯钻孔抽采瓦斯的浓度，缩短瓦斯钻孔抽采时间，既可以充分利用瓦斯，又可以极大地降低瓦斯对煤矿安全生产的影响。

1.  一种煤体瓦斯抽采方法，其特征在于，在抽采钻孔的孔口至孔底铺设抽采管，抽采管前端与封孔装置连接，末端设置抽采副孔，通过与封孔装置连接的矿井抽采系统的负压源管的抽采，使抽采钻孔内的瓦斯流向抽采钻孔孔底，由抽采副孔进入抽采管内。

2.  根据权利要求1所述的煤体瓦斯抽采方法，其特征在于，在封孔装置的末端连接支撑管，并使抽采管位于封孔装置和支撑管围成的空腔内，防止煤体挤压抽采管和堵塞抽采钻孔。

3.  一种用于权利要求1所述的煤体瓦斯抽采方法的装置，包括与矿井抽采系统连接的负压源管和安装在抽采钻孔孔口处的封孔管，所述负压源管与封孔管活动连接，在所述封孔管两侧与抽采钻孔之间设有封孔材料，其特征在于，还包括抽采管，所述抽采管末端伸入抽采钻孔孔底，并设有抽采副孔，抽采管前端与封孔管管口连接。

4.  根据权利要求3所述的煤体瓦斯抽采装置，其特征在于，所述抽采钻孔外的封孔管顶部设有检测孔。

5.  根据权利要求3所述的煤体瓦斯抽采装置，其特征在于，所述负压源管顶部设有检测孔。

6.  根据权利要求3所述的煤体瓦斯抽采装置，其特征在于，所述负压源管与封孔管通过阀门连接。

7.  根据权利要求6所述的煤体瓦斯抽采装置，其特征在于，所述阀门为快速接头球阀或外接阀门。

8.  根据权利要求3所述的煤体瓦斯抽采装置，其特征在于，在所述封孔管末端还连接有支撑管，所述抽采管位于支撑管与封孔管围成的空腔内。

9.  根据权利要求8所述的煤体瓦斯抽采装置，其特征在于，所述支撑管上设有漏气孔。

10.  根据权利要求3或8或9中任一项所述的煤体瓦斯抽采装置，其特征在于，所述抽采管和支撑管为分段或整体，所述分段连接方式采用螺纹接口连接，并在螺纹接口间安设密封胶圈。

一种煤体瓦斯抽采方法及装置
技术领域
本发明属于煤矿瓦斯安全领域，具体地说，是一种煤体瓦斯抽采方法。本发明还提供了一种煤体瓦斯抽采装置。
背景技术
在煤矿安全生产过程中，对瓦斯的提前抽采是一种解决瓦斯影响煤矿安全生产的有效途径。在对高瓦斯矿井的瓦斯抽采过程中，由于受到设备、技术、人员操作等因素影响，只是将产生负压的管道伸入到抽采钻孔的孔口附近，不能最大程度地将煤体中的瓦斯抽出来，即使抽出来一部分，但是抽放浓度较低，抽放时间较长，还容易受到煤体塌落的影响，导致钻孔被堵，不仅不能在短时间保障煤矿的安全生产，抽出来的瓦斯应浓度低而得不到有效利用，多数情况只能空排，不仅浪费优良资源，又污染环境，造成温室效应。
发明内容
本发明解决了现有技术的不足，提供了一种能提高抽采瓦斯浓度的煤体瓦斯抽采方法。本发明还提供了一种煤体瓦斯抽采装置。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种煤体瓦斯抽采方法,用于不易碎煤体，在抽采钻孔的孔口至孔底铺设抽采管，抽采管前端与封孔装置连接，末端设置抽采副孔，通过与封孔装置连接的矿井抽采系统的负压源管的抽采，使抽采钻孔内的瓦斯流向抽采钻孔孔底，由抽采副孔进入抽采管内。
一种用于上述方法的煤体瓦斯抽采装置，包括与矿井抽采系统连接的负压源管和安装在抽采钻孔孔口处的封孔管，所述负压源管与封孔管活动连接，在所述封孔管两侧与抽采钻孔之间设有封孔材料，还包括抽采管，所述抽采管末端伸入抽采钻孔孔底，并设有抽采副孔，抽采管前端与封孔管管口连接。
本发明还提供了另一种煤体瓦斯抽采方法，用于易碎煤体，在抽采钻孔的孔口至孔底铺设抽采管，抽采管前端与封孔装置连接，末端设置抽采副孔，在封孔装置的末端连接支撑管，并使抽采管位于封孔装置和支撑管围成的空腔内，防止煤体挤压抽采管和堵塞抽采钻孔，通过与封孔装置连接的矿井抽采系统的负压源管的抽采，使抽采钻孔内的瓦斯流向抽采钻孔孔底，由抽采副孔进入抽采管内。
一种用于上述方法的煤体瓦斯抽采装置，包括与矿井抽采系统连接的负压源管和安装在抽采钻孔孔口处的封孔管，所述负压源管与封孔管活动连接，在所述封孔管两侧与抽采钻孔之间设有封孔材料，还包括抽采管，所述抽采管末端伸入抽采钻孔孔底，并设有抽采副孔，抽采管前端与封孔管管口连接，在封孔管末端连接支撑管，所述抽采管位于支撑管与封孔管围成的空腔内。
进一步地，所述抽采钻孔外的封孔管顶部设有检测孔，所述负压源管顶部设有检测孔，用于检查抽采参数；所述负压源管与封孔管通过阀门连接，所述阀门为快速接头球阀或外接阀门。
所述抽采管和支撑管为分段或整体，在抽采管和支撑管为分段时，分段连接方式采用螺纹接口连接，同时抽采管最后一端为副孔管，抽采管连接时在接口间安设密封胶圈。所述支撑管上设有漏气孔。所述抽采管和支撑管的材质使用PVC、PE等轻质材料。
本发明能够最大程度上提高抽出瓦斯的浓度，缩短抽采时间，减少瓦斯对煤矿安全生产的影响。由于抽采瓦斯浓度的提高，部分可以直接民用，实现了瓦斯的高效利用，最大程度利用资源，减少浪费，减少对大气环境的污染。
由于流体（本发明中指瓦斯气体）在一定体积范围内的压力变化不是顺变的而是渐变的，并且在接近巷道的煤体由于在一定程度上已经泄压，其中的瓦斯含量已经有所降低，而在距离巷道较远的未泄压煤体才是真正的高浓高压瓦斯来源，从而在深入孔底的区域形成负压才能更有效的实现瓦斯抽采。
本发明通过将瓦斯抽采系统的负压引至瓦斯抽采钻孔的孔底，提高抽采系统负压的利用率，既可提高瓦斯钻孔抽采负压的效率，又可提高瓦斯钻孔抽采瓦斯的浓度，缩短瓦斯钻孔抽采时间，既可以充分利用瓦斯，又可以极大地降低瓦斯对煤矿安全生产的影响。
附图说明
图1 煤体不易碎状态下的结构示意图。
1、负压源管 2、封孔管 3、封孔材料 4、检测孔 5、抽采管 6、抽采钻孔 7、抽采副孔 8、阀门 9、煤体。
图2 煤体易碎状态下的结构示意图。
1、负压源管 2、封孔管 3、封孔材料 4、检测孔 5、抽采管 6、抽采钻孔 7、抽采副孔 8、阀门 9、煤体 10、支撑管 11、漏气孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
实施例1
如图1所示，一种煤体瓦斯抽采方法,用于不易碎煤体，在抽采钻孔6的孔口至孔底铺设抽采管5，抽采管5前端与封孔装置连接，末端设置抽采副孔7，通过与封孔装置连接的矿井抽采系统的负压源管1的抽采，使抽采钻孔内的瓦斯流向抽采钻孔6孔底，由抽采副孔7进入抽采管5内。
一种用于上述方法的煤体瓦斯抽采装置，包括与矿井抽采系统连接的负压源管1和安装在抽采钻孔6孔口处的封孔管2，所述负压源管1与封孔管2活动连接，在所述封孔管2两侧与抽采钻孔6之间设有封孔材料3，还包括抽采管5，所述抽采管5末端伸入抽采钻孔6孔底，并设有抽采副孔7，抽采管5前端与封孔管2管口连接。
进一步地，所述抽采钻孔6外的封孔管2顶部设有检测孔4，所述负压源管1顶部设有检测孔4；所述负压源管1与封孔管2通过阀门8连接，所述阀门8为快速接头球阀或外接阀门。
所述抽采管5为分段或整体，在抽采管5为分段时，分段连接方式采用螺纹接口连接，抽采管5连接时在接口间安设密封胶圈，同时抽采管5最后一端为副孔管。所述抽采管5材质使用PVC、PE等轻质材料。
实施例2
如图2所示，一种煤体瓦斯抽采方法,用于易碎煤体，在抽采钻孔6的孔口至孔底铺设抽采管5，抽采管5前端与封孔装置连接，末端设置抽采副孔7，在封孔装置的末端连接支撑管10，并使抽采管5位于封孔装置和支撑管10围成的空腔内，防止煤体挤压抽采管5和堵塞抽采钻孔6，通过与封孔装置连接的矿井抽采系统的负压源管1的抽采，使抽采钻孔6内的瓦斯流向抽采钻孔6孔底，由抽采副孔7进入抽采管内。
一种用于上述方法的煤体瓦斯抽采装置，包括与矿井抽采系统连接的负压源管1和安装在抽采钻孔6孔口处的封孔管2，所述负压源管1与封孔管2活动连接，在所述封孔管2两侧与抽采钻孔6之间设有封孔材料3，还包括抽采管5，所述抽采管5末端伸入抽采钻孔6孔底，并设有抽采副孔7，抽采管5前端与封孔管2管口连接，在封孔管2末端连接支撑管10，所述抽采管5位于支撑管10与封孔管2围成的空腔内。
进一步地，所述抽采钻孔6外的封孔管2顶部设有检测孔4，所述负压源管1顶部设有检测孔4；所述负压源管1与封孔管2通过阀门8连接，所述阀门8为快速接头球阀或外界阀门。
所述抽采管5和支撑管10为分段或整体，在抽采管5和支撑管10为分段时，分段连接方式采用螺纹接口连接，抽采管连接时在螺纹接口间安设密封胶圈，同时抽采管5最后一端为副孔管。所述支撑管10上设有漏气孔11。所述抽采管5和支撑管10的材质使用PVC、PE等轻质材料。
本发明的使用方法：
在煤体9上用钻机打设好抽采钻孔6后，根据煤体不同状态，使用方法也不同。
对于不易碎煤体，先将封孔管2安装完成并在煤体9与封孔管2的间隙中填充封孔材料3，使封孔管2与煤体10间严密不漏气；然后将抽采管5从封孔管2中穿入到抽采钻孔6中（有抽采副孔一端先穿入），逐步延伸直至抽采管6有副孔7一端伸至孔底，或者根据钻孔深度确定抽采管的伸入长度。
对于易碎煤体，在钻孔成孔后煤体9还未大范围掉落前，将支撑管10逐步延伸至抽采钻孔6孔底，或者根据钻孔成孔情况深度确定支撑管的伸入长度，在支撑管10到达目的长度前一定长度时，需根据封孔需要预留封孔管长度，直至支撑管全部伸入至目标长度，对封孔管段利用封孔材料3封孔。
在抽采钻孔6外部的封孔管2和抽采管5上留设检测孔4，用于抽采参数的检测，正常状态用球阀8封堵；抽采管5伸入完成后，将孔口处对抽采管5与封孔管2的末端间隙进行封堵严密。在安装好煤体瓦斯抽采装置后，将抽采管5与矿井抽采系统连接，提供负压源即可实现对钻孔内瓦斯的抽采。
抽采工作结束后，可以根据抽采管5和支撑管10的保留情况对使用的抽采管5进行回收，特别是掘进巷道的抽采管5和支撑管10，随着巷道掘进的延伸，可以逐步将使用的抽采管5和支撑管10回收，从而实现管路的重复使用。