一种瓦斯抽采系统的制作方法

1.本实用新型涉及煤矿技术领域，尤其涉及一种瓦斯抽采系统。


背景技术：

2.煤炭是人类赖以生存的基本能源之一，在生活及工业中都离不开煤炭的使用，例如：建材用煤、电力发电、工业锅炉用煤等。在煤炭的生成过程中伴有瓦斯的积累，瓦斯燃烧、爆炸是煤炭开采中的主要灾害之一，造成了巨大的人员伤亡和财产损失，故在煤炭开采过程中，需要对瓦斯进行抽采。由于我国煤层透气性普遍较差，渗透率较低，而瓦斯含量较高，现有的瓦斯抽采技术对瓦斯的抽采难度较大、卸压效果差，难以达到较好的瓦斯抽采效果。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种瓦斯抽采系统，以解决瓦斯的抽采难度大、卸压效果差的技术问题。
4.本实用新型所提供的一种瓦斯抽采系统，包括：
5.气泵；
6.第一抽采管，通过第一阀门连接于所述气泵，所述第一阀门具有能够连通第一顺槽的阀口；所述第一抽采管具有多个第一连接口，所述第一连接口用于连接煤层一侧的第一钻孔；所述第一抽采管的端部为封堵状态；以及，
7.第二抽采管，与所述第一抽采管并联设置，且通过第二阀门连接于所述气泵，所述第二阀门具有能够连通第二顺槽的阀口；所述第二抽采管具有多个第二连接口，所述第二连接口用于连接所述煤层另一侧的第二钻孔；所述第二抽采管的端部为封堵状态。
8.进一步地，所述第一阀门为三通球阀。
9.进一步地，所述第一阀门包括第一阀口、第二阀口和第三阀口，所述第一阀口连通且固接于所述第一抽采管，所述第二阀口连通且固接于所述气泵的进气管，所述第三阀口能够连通于第一顺槽。
10.进一步地，所述第二阀门为三通球阀。
11.进一步地，所述第二阀门包括第四阀口、第五阀口和第六阀口，所述第四阀口连通且固接于所述第二抽采管，所述第五阀口连通且固接于所述气泵的进气管，所述第六阀口能够连通于第二顺槽。
12.本实用新型实施例所提供的瓦斯抽采系统具有如下有益效果：
13.本实用新型实施例所提供的瓦斯抽采系统中，瓦斯抽采系统包括气泵、第一抽采管和第二抽采管，第一抽采管具有多个沿第一抽采管长度依次间隔设置的第一接口，第二抽采管具有多个沿第二抽采管间隔设置的第二接口。使用该瓦斯抽采系统对煤层进行瓦斯抽采工作时，在煤层的一侧钻多个第一钻孔，在另一侧钻多个第二钻孔，第一钻孔与第二钻孔依次交替间隔设置，即相邻第一钻孔间具有第二钻孔，相邻第二钻孔间具有第一钻孔，将
第一抽采管的第一接口分别连接于第一钻孔，第二抽采管的第二接口分别连接于第二钻孔，通过控制第一阀门和第二阀门的通断，当第一抽采管抽取第一钻孔周侧的瓦斯时，第一阀门将第一抽采管与气泵连通且第一阀门用于连通第一顺槽的阀口处于封堵状态，而第二阀门用于连通第二顺槽的阀口处于打开状态且第二阀门与气泵之间处于封堵状态，此时第二顺槽内的空气通过第二阀门进入至第二抽采管及第二钻孔周侧，第一钻孔周侧处于负压状态，而第二钻孔处于大气压状态(与第二顺槽内气压相当)，第一钻孔周侧与第二钻孔周侧之间形成压差；当第二抽采管抽取第二钻孔周侧的瓦斯时，第二阀门将第二抽采管与气泵连通且第二阀门用于连通第二顺槽的阀口处于封堵状态，而第一阀门用于连通第一顺槽的空气通过第一阀门进入至第一抽采管及第一钻孔周侧，第一钻孔处于大气压状态(与第一顺槽内企气压相当)，第二钻孔周侧处于负压状态，第一钻孔周侧与第二钻孔周侧之间形成压差；当第一抽采管与第二抽采管轮流交替抽采瓦斯时，则第一钻孔周侧与第二钻孔周侧之间始终具有压差，且交替改变第一阀门与第二阀门的通断状态时，可实现第一钻孔周侧与第二钻孔周侧的压差方向交替改变，如此反复操作可增强煤层瓦斯卸压增透的效果，有效解决煤层瓦斯抽采难度大、卸压效果差的技术问题；只需设置在煤层的两侧分别钻孔，并对应设置第一抽采管、第二抽采管、第一阀门、第二阀门和气泵，具有结构简单、工艺简化的优点，可节省人力物力成本。
附图说明
14.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
15.图1为本实用新型实施例所提供的瓦斯抽采系统的示意图；
16.图2为本实用新型实施例所提供的瓦斯抽采系统抽采瓦斯时的第一种管路控制示意图；
17.图3为本实用新型实施例所提供的瓦斯抽采系统抽采瓦斯时的第二种管路控制示意图。
18.附图标记说明：
19.010
‑
第一顺槽；020
‑
第二顺槽；030
‑
第一钻孔；040
‑
第二钻孔；
20.050
‑
煤层；
21.100
‑
第一抽采管；200
‑
第二抽采管；
22.300
‑
第一阀门；310
‑
第一阀口；320
‑
第二阀口；330
‑
第三阀口；
23.400
‑
第二阀门；410
‑
第四阀口；420
‑
第五阀口；430
‑
第六阀口；
24.500
‑
气泵。
25.其中，图2和图3中的箭头
“→”
表示空气流向示意，箭头表示瓦斯流向示意。
具体实施方式
26.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释
本实用新型，并不用于限定本实用新型。
27.如图1
‑
图3所示，本实用新型实施例提供一种瓦斯抽采系统。
28.本实施例所提供的瓦斯抽采系统，如图1所示，包括气泵500、第一抽采管100和第二抽采管200。
29.第一抽采管100通过第一阀门300连接于气泵500，第一阀门300具有能够连通第一顺槽010的阀口；第一抽采管100具有多个沿第一抽采管100 长度方向依次间隔设置的第一连接口，第一连接口用于连接煤层050一侧的第一钻孔030；第一抽采管100的端部为封堵状态。
30.第二抽采管200与第一抽采管100并联设置，且通过第二阀门400连接于气泵500，第二阀门400具有能够连通第二顺槽020的阀口；第二抽采管200具有多个沿第二抽采管200长度方向依次间隔设置的第二连接口，第二连接口用于连接煤层050另一侧的第二钻孔040；第二抽采管200的端部为封堵状态。
31.采用上述瓦斯抽采系统对煤层进行瓦斯抽采，可以包括以下步骤：
32.s102煤层钻孔，在煤层050的一侧钻多个第一钻孔030，在煤层050 的另一侧钻多个第二钻孔040,第一钻孔030与第二钻孔040依次交替间隔设置；
33.s104连接瓦斯抽采系统，将第一抽采管100的多个第一连接口相应地分别连接于多个第一钻孔030，将第二抽采管200的多个第二连接口相应地分别连接于多个第二钻孔040；
34.s106抽采瓦斯，控制第一阀门300和第二阀门400的相应阀口通断，以使第一抽采管100抽取瓦斯时，第二抽采管200为第二钻孔040输送空气，第二抽采管200抽取瓦斯时，第一抽采管100为第一钻孔030输送空气，且第一抽采管100和第二抽采管200交替抽取煤层050瓦斯。
35.本实用新型实施例所提供的瓦斯抽采系统中，瓦斯抽采系统包括气泵、第一抽采管和第二抽采管，第一抽采管具有多个沿第一抽采管长度依次间隔设置的第一接口，第二抽采管具有多个沿第二抽采管间隔设置的第二接口。
36.使用该瓦斯抽采系统对煤层进行瓦斯抽采工作时，在煤层的一侧钻多个第一钻孔，在另一侧钻多个第二钻孔，第一钻孔与第二钻孔依次交替间隔设置，即相邻第一钻孔间具有第二钻孔，相邻第二钻孔间具有第一钻孔，将第一抽采管的第一接口分别连接于第一钻孔，第二抽采管的第二接口分别连接于第二钻孔，通过控制第一阀门和第二阀门的通断，当第一抽采管抽取第一钻孔周侧的瓦斯时，第一阀门将第一抽采管与气泵连通且第一阀门用于连通第一顺槽的阀口处于封堵状态，而第二阀门用于连通第二顺槽的阀口处于打开状态且第二阀门与气泵之间处于封堵状态，此时第二顺槽内的空气通过第二阀门进入至第二抽采管及第二钻孔周侧，第一钻孔周侧处于负压状态，而第二钻孔处于大气压状态(与第二顺槽内气压相当)，第一钻孔周侧与第二钻孔周侧之间形成压差；当第二抽采管抽取第二钻孔周侧的瓦斯时，第二阀门将第二抽采管与气泵连通且第二阀门用于连通第二顺槽的阀口处于封堵状态，而第一阀门用于连通第一顺槽的空气通过第一阀门进入至第一抽采管及第一钻孔周侧，第一钻孔处于大气压状态(与第一顺槽内企气压相当)，第二钻孔周侧处于负压状态，第一钻孔周侧与第二钻孔周侧之间形成压差；当第一抽采管与第二抽采管轮流交替抽采瓦斯时，则第一钻孔周侧与第二钻孔周侧之间始终具有压差，且交替改变第一阀门
与第二阀门的通断状态时，可实现第一钻孔周侧与第二钻孔周侧的压差方向交替改变，如此反复操作可提高煤层的渗透率，增强煤层瓦斯卸压增透的效果，有效解决煤层瓦斯抽采难度大、卸压效果差的技术问题；只需设置在煤层的两侧分别钻孔，并对应设置第一抽采管、第二抽采管、第一阀门、第二阀门和气泵，具有结构简单、工艺简化的优点，可节省人力物力成本。
37.具体的，本实施例中，第一阀门300可以为三通球阀，第二阀门400 可以为三通球阀。三通球阀具有流体阻力小、结构简单、体积小、重量轻、紧密可靠、操作方便、维修方便、不易被侵蚀、适用范围广等优点。
38.本实施例中，如图2和图3所示，第一阀门300包括第一阀口310、第二阀口320和第三阀口330，第一阀口310连通且固接于第一抽采管100，第二阀口320连通且固接于气泵500的进气管，第三阀口330能够连通于第一顺槽010。
39.第二阀门400包括第四阀口410、第五阀口420和第六阀口，430第四阀口410连通且固接于第二抽采管200，第五阀口420连通且固接于气泵 500的进气管，第六阀口430能够连通于第二顺槽020。
40.抽采瓦斯步骤包括第一种管路控制方式和第二种管路控制方式，第一种管路控制方式与第二种管路控制方式交替进行；
41.第一中管路控制方式为：控制第一阀门300以使第一阀口310连通第二阀口320，第三阀口330封堵，第一钻孔030周侧的瓦斯通过第一抽采管 100输送至气泵500；控制第二阀门400以使第四阀口410连通第六阀口430，第五阀口420封堵，第二顺槽020内的空气依次通过第六阀口430、第四阀口410和第二抽采管200进入至第二钻孔040内
42.第二种管路控制方式为：控制第一阀门300以使第一阀口310连通第三阀口330，第二阀口320封堵，第一顺槽010内的空气依次通过第三阀口 330、第一阀口310和第一抽采管100进入至第一钻孔030内；控制第二阀门400以使第四阀口410连通第五阀口420，第六阀口430封堵，第二钻孔 040周侧的瓦斯通过第二抽采管200输送至气泵500。
43.上述两种阀门控制方式均能保证任一钻孔负压抽采瓦斯时，其相邻钻孔压强为巷道(相应顺槽)压强，其值大于相应钻孔内的负压值，也即相邻钻孔形成压差，有利于煤层贯通裂隙内的瓦斯流动和抽采，有利于瓦斯卸压解吸。通过不断切换两种阀门控制方式，能够不断改变煤层裂隙两侧压差方向和瓦斯气体流动方向，有利于各向异性的煤层内瓦斯进一步卸压解吸，方便瓦斯抽采。
44.本实施例中，在步骤s102煤层钻孔中，对第一钻孔030的外周侧的煤层进行压裂生成第一压裂裂缝031，对第二钻孔040的外周侧的煤层进行压裂生成第二压力裂缝041。第一压裂裂缝031和第二压裂裂缝041能够有效释放煤层中瓦斯，更加容易增强煤层的泄压增透效果。当第一压裂裂缝031 和第二压裂裂缝041在煤层050中分布较均匀时，可以进一步保证煤层的卸压增透性。
45.本实施例中，在步骤s102煤层钻孔中，对第一钻孔030的外周侧的煤层进行切割，生成多个沿第一钻孔030轴向间隔排布的第一环形缝槽032；对第二钻孔040的外周侧的煤层进行切割，生成多个沿第二钻孔040轴向间隔排布的第二环形缝槽042。第一环形缝槽032和第二环形缝槽042的设置，可以进一步增强煤层的卸压增透性。具体的，第一环形缝槽032和第二环形缝槽042均匀间隔设置，两者可以交替均匀间隔设置，进一步提高煤层的渗透
率，进而增强煤层的卸压增透性。
46.本实施例中，第一压裂裂缝031与第一环形缝槽032相贯通，第二压裂裂缝041与第二环形缝槽042相贯通，第二压裂裂缝041与第一压裂裂缝031相贯通。如此设置，可以进一步提高煤层的渗透率，增强卸压增透性。具体的，第一压裂裂缝031与第二压裂裂缝041相贯通。
47.本实施例中，第一压裂裂缝031和第二压裂裂缝041均通过水力压裂形成；第一环形缝槽032和第二环形缝槽042均通过水力割缝形成，具有容易实现的优点。
48.需要说明的是，在煤层中，可以只形成相应的压力裂缝；也可以在煤层中即形成相应的压裂裂缝又形成相应的环形缝槽，如上述；还可以仅在煤层中加工形成相应的环形缝槽，如，对第一钻孔030的外周侧的煤层进行切割，生成多个沿第一钻孔030轴向间隔排布的第一环形缝槽032；对第二钻孔040的外周侧的煤层进行切割，生成多个沿第二钻孔040轴向间隔排布的第二环形缝槽042。
49.本实施例中，具体的，第一环形缝槽032和第二环形缝槽042均通过水力割缝形成，具有容易实现的优点。
50.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
51.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
52.上述实施例中，诸如“上”、“下”等方位的描述，均基于附图所示。
53.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。