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专利号: 2014103874483
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种突出煤层水力相变致裂石门揭煤方法,其特征在于,包括以下步骤:

a.在石门揭煤工作面(2)距煤层(1)的最小法向距离大于或等于7m位置处,穿过保护岩柱(4)向煤层(1)分组布置相变致裂单元,每个相变致裂单元包括一个注水孔(5)、两个冻结孔(7)和两个测温孔(6),实施过程如下:首先施工注水孔(5),然后在注水孔(5)的两侧分别施工一个冻结孔(7),冻结孔(7)距离注水孔(5)孔口距离为0.2~0.5m,终孔距离为5~10m,然后在注水孔(5)与两个冻结孔(7)中间分别施工一个测温孔(6);

b.向注水孔(5)中送入高压注水管(9),采用胶囊封孔器(12)对注水孔(5)进行封孔;

将温度传感器(16)送入测温孔(6)中,对测温孔(6)进行注浆封孔;将冻结管(17)送入冻结孔(7)内,送入深度为不小于冻结孔(7)深度的80%;

c.将高压注水管(9)和注水孔(5)相连接,采用高压注水泵(8)通过高压注水管(9)向注水孔(5)中注入高压水,注水的压力为3-15MPa,待注水孔(5)周围煤壁出现渗水现象、或注水压力突然降低、或持续注水压力无明显变化时停止注水;

d.将冻结孔(7)内的冻结管(17)与井下冻结系统(18)相连接,通过冻结管(17)对煤层(1)进行冻结相变致裂,相变致裂过程中,设在两个测温孔(6)内的温度传感器(16)分别经数据线(14)将煤层(1)内的温度信号传输给数字温度显示仪(13),通过数字温度显示仪(13)实时监测两个测温孔(6)内煤层的温度,当两个测温孔(6)内煤层的温度达到-3℃时,则判断出该相变致裂单元内的注水煤层已经冻结;

e.完成相变致裂之后,关闭冻结系统(18),使冻结后的煤层(1)吸收井下环境热量逐渐融解,当数字温度显示仪(13)显示两个测温孔(6)内的温度均大于3℃时,则认为相变致裂范围内冻结煤层(1)中的水全部从固态转化为液态,完成一个单元的相变致裂过程;

f.将注水孔(5)与瓦斯抽采管路相连,按常规技术在相变致裂后的单元内进行瓦斯抽采;

g.重复步骤a、b、c、d、e、f,进行下一单元的相变致裂和瓦斯抽采,周而复始,直至完成所有单元内的相变致裂和瓦斯抽采;

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h.当煤层(1)瓦斯含量小于8m/t时,停止瓦斯抽采,再依次向所有相变致裂单元的注水孔(5)注水并进行冻结,当所有测温孔(6)内煤层的温度都达到-3℃时,则判断相变致裂单元内的注水煤层已经冻结;

i.按照常规揭煤方法揭开煤层。

2.根据权利要求1所述的一种突出煤层水力相变致裂石门揭煤方法,其特征在于:当相变致裂区域进行瓦斯抽采过程中,瓦斯浓度、流量变化异常,可对该相变致裂单元重复进行注水、冻结,增强相变致裂区域内的煤层透气性,以达到强化瓦斯抽采的效果。