[发明专利]一种用于矿井下的煤层震裂系统及方法

说明书

 

技术领域

   本发明具体公开了一种用于矿井下的煤层震裂系统及方法。

背景技术

目前已经存在有单独的二氧化碳震裂装置，抽放瓦斯装置等，各个装置都是独立的，没有形成一个系统，且很多情况下，由于二氧化碳震裂装置设置矿井的煤层中，当其震裂时，往往听不见声音，因此也就无法判断二氧化碳震裂装置是否震裂。

现有技术领域的二氧化碳震裂装置主要有两类，一类是引进英国CARDOX公司的二氧化碳震裂装置，另一类是根据英国CARDOX公司的二氧化碳震裂装置的原理和结构通过技术改进形成的二氧化碳震裂装置。这两类二氧化碳震裂装置都是使用电能进行起爆的，电能起爆本身在高爆炸性气体环境下使用就是一种危险，而且电能起爆引起的高温还会产生一些一氧化碳等有害气体。另外，其破裂部件只包括一个破裂片，引爆时，需要很强的压力才能引爆。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺点，本发明公开了一种用于矿井下的煤层震裂系统及方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于矿井下的煤层震裂系统，包括设于矿井中的二氧化碳震裂装置、抽放瓦斯装置、二氧化碳震裂检测装置，所述的二氧化碳震裂检测装置、二氧化碳震裂装置、抽放瓦斯装置、均与一个控制装置相连；所述的二氧化碳震裂装置包括依次组装在一起的释放部件，破裂部件和起爆部件；所述的释放部件的一端开口且向内形成释放空间，释放部件的圆周壁上有一端与释放空间连通另一端与外界连通的径向释放孔；所述的释放部件的开口端与起爆部件相配合处设有一个破裂部件；所述的起爆部件上设有与液压源相连的引爆液压接口；所述的破裂部件包括破裂片，在所述的破裂片的至少一侧设有提供剪切力的刀具。

所述的二氧化碳震裂装置、抽放瓦斯装置、二氧化碳震裂检测装置各自设于煤层的钻孔中。

在所述的破裂片的两端设有活塞刀和环形刀，且受压源来自于活塞刀一侧。

所述的起爆部件内设有将其空间分割成受压空间和施压空间的隔离部件，且所述的起爆部件上设有与施压空间相通的引爆液压接口。

所述的起爆部件上设有与受压空间相通的二氧化碳灌注接口。

所述的隔离部件上设有与其为一体的且与受压空间相通的二氧化碳灌注接口；且隔离部件的轴向方向开有与灌注螺塞相互相配合的孔。

所述的起爆部件包括端部与释放部件相配合的起爆管，起爆管的尾部与起爆尾密封配合，在起爆管和起爆尾形成的腔体内设有隔离部件。

所述的隔离部件为隔离活塞体，所述的隔离活塞体包括相互为一体的大直径柱体和小直径柱体，有大直径柱体的一端，其内部设有端部开口的直孔，有小直径柱体一端的内部设有与灌注螺塞相配合的螺纹孔，所述的直孔和螺纹孔贯通；灌注接口位于小直径柱体一端的侧壁上，一端与螺纹孔连通，另一端与外界连通。

所述的起爆部件还包括承压环、第三密封圈和第三挡圈；

所述的起爆管的内部的一端设有与释放部件相配合的第一连接内螺纹，内部的另一端设有与承压环相配合的第二连接内螺纹，内部的中间有第一通孔，第一连接内螺纹的底部和第一通孔交界处有台肩；

所述的起爆尾外部的一端设有与起爆管相配合的第二连接外螺纹，有第二连接外螺纹的一端的内部有一端端部开口的第一半孔，另一端设有引爆液压接口。

所述的承压环的外部有与起爆管的第二连接内螺纹相配合的第三连接外螺纹，内部有第二通孔；

所述的第三密封圈和第三挡圈安装在起爆管和起爆尾之间，用来密封起爆管和起爆尾之间的缝隙；

所述的第一通孔、第二通孔和第一半孔连通，共同构成改进后的起爆空间。

所述的破裂部件的破裂片的材质为金属或承压高分子材料。

所述的释放部件的外部的一端有第一连接外螺纹，有第一连接外螺纹的一端的内部有一端端部开口的释放空间，圆周壁上有一端与释放空间连通另一端与外界连通的圆周分布的径向释放孔。

所述的活塞刀的圆周方向通过第二密封圈和第二挡圈与起爆管的内圈配合。

所述的抽放瓦斯装置为设于钻孔的瓦斯抽放管道和与瓦斯抽放管道相连的瓦斯抽放泵。

所述的二氧化碳震裂检测装置为光纤光栅震动传感器、或压电式传感器。

二氧化碳震裂装置及组装方法，如下：

1.将破裂部件的破裂片、活塞刀，环形刀、第二密封圈和第二挡圈清洗干净；

2.第二密封圈和第二挡圈按照顺序装入活塞刀的槽内，活塞刀连同第二密封圈和第二挡圈推入起爆部件的起爆管的第一通孔中；