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专利号: 2018110548966
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:

1.一种电脉冲辅助液氮冻结式石门揭煤方法,其特征在于,包括以下步骤:

a、在揭煤工作面(1)向煤层(2)施工若干组电脉冲致裂钻孔,每组电脉冲致裂钻孔包括一个正电极钻孔(3)和多个负电极钻孔(4),负电极钻孔(4)均匀分布在正电极钻孔(3)周围;

b、将板状正电极(5)和板状负电极(6)分别安装在高压电缆护管(9)的端部,并分别通过高压电缆护管(9)内部的高压电缆(7)与高压电脉冲发生器(8)的正极和负极连接;

c、把板状正电极(5)和板状负电极(6)通过高压电缆护管(9)分别送入一组电脉冲致裂钻孔内的正电极钻孔(3)和一个负电极钻孔(4)中部,板状正电极(5)和板状负电极(6)紧贴钻孔壁且方向正对;

d、启动高压电脉冲发生器(8),当高压电脉冲发生器(8)的电压达到设定放电电压值时,通过板状正电极(5)和板状负电极(6)对正电极钻孔(3)和负电极钻孔(4)之间的煤体进行放电击穿,放电10-50次后,关闭高压电脉冲发生器(8);

e、重复步骤c-d,进行该组电脉冲致裂钻孔内下一个负电极钻孔(4)与正电极钻孔(3)间煤体的放电击穿,周而复始,直至完成该组电脉冲致裂钻孔内全部负电极钻孔(4)与正电极钻孔(3)间煤体的放电击穿;

f、重复步骤c-d-e,进行下一组电脉冲致裂钻孔内煤体的放电击穿,周而复始,直至完成所有组电脉冲致裂钻孔内煤体的放电击穿;

g、通过高压电缆护管(9)撤出电脉冲致裂钻孔内的板状正电极(5)和板状负电极(6),然后将所有电脉冲致裂钻孔与瓦斯抽采管网连接,使用常规抽采方法进行瓦斯抽采;

h、瓦斯抽采结束后,分别向每个电脉冲致裂钻孔中送入注水管(10),注水管(10)另一端分别与注水泵站(11)和液氮泵站(12)连接,然后采用常规封孔方法密封钻孔,打开注水开关(13),通过注水泵站(11)向电脉冲致裂钻孔内注入一定压力的水;

i、待电脉冲致裂钻孔内注水压力维持在设定值1-5天后,关闭注水开关(13),然后打开液氮开关(14),通过液氮泵站(12)向电脉冲致裂钻孔内注入液氮,将钻孔中及渗入煤层(2)中的水冻结,待电脉冲致裂钻孔内注入液氮压力维持在设定值1-3天后,关闭液氮开关(14),之后按照常规方法揭开煤层(2)。

2.根据权利要求1所述的一种电脉冲辅助液氮冻结式石门揭煤方法,其特征在于,步骤a中,每个负电极钻孔(4)与正电极钻孔(3)的孔口距离为1-4m。

3.根据权利要求1或2所述的一种电脉冲辅助液氮冻结式石门揭煤方法,其特征在于,步骤d中,所述高压电脉冲发生器(8)的放电电压为100-500kV。

4.根据权利要求1或2所述的一种电脉冲辅助液氮冻结式石门揭煤方法,其特征在于,步骤h中,所述注水的水压为1-10MPa。

5.根据权利要求1或2所述的一种电脉冲辅助液氮冻结式石门揭煤方法,其特征在于,步骤i中,所述注入液氮的压力为0.4-0.6MPa。

6.根据权利要求1或2所述的一种电脉冲辅助液氮冻结式石门揭煤方法,其特征在于,所述高压电缆护管(9)为PVC管。