[发明专利]一种液体二氧化碳灌装系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种灌装液体二氧化碳的系统。

背景技术

石门是与地面不直接相通的水平巷道，其长轴线与煤层直交或斜交的岩石平巷，为开采水平服务的石门称为主要石门，为采取服务的石门称为采区石门，是由岩层进入煤层的主要巷道。石门揭煤是指煤矿井下穿层掘进由岩石巷道进入煤巷的过程,石门掘进工作面从距突出煤层底(顶)板的最小法向距离10m开始直到穿过煤层进入顶(底)板2m(最小法向距离)的过程均属于揭煤作业。由于揭露煤层前，煤体受顶、底板围岩的封闭，且处于应力集中区，煤层中的弹性潜能和瓦斯内能得不到释放，在揭煤爆破作用下极易发生煤与瓦斯突出。石门揭煤突出的特点是突出强度大，破坏性强，在整个揭煤过程中都有可能存在突出危险性，因此石门揭煤的危险性极大。

在具体揭煤操作过程中由于单一的防突措施消突效果有限，造成石门揭煤工程进展缓慢，影响煤矿的正常生产；而且不合理的揭煤方法有可能会造成揭煤过程中的人工诱导突出等，对煤矿安全生产极为不利。

现有技术中，出现了采用水力压裂的方法进行石门揭煤，但水力压裂方法存在以下不足之处：1、由于煤层赋存地质条件复杂，水力压裂增透方法不能保证在压裂区域产生均匀裂隙，因此在现场应用过程中，往往会存在部分区域压裂不到位，煤层瓦斯抽采效果不佳的情况，在一定程度上影响了揭煤工作。2、水力压裂致裂增透需要在煤层内部注入大量的高压水，一方面，煤层裂隙含水率增大会影响煤层内吸附瓦斯的解析，另一方面，注入煤体的水由煤层渗出会造成巷道掘进工作面积水，恶化工作条件；3、水力压裂增透需要具备煤矿井下大型柱塞高压水泵，经济成本高。4、煤体内水的冻结体积膨胀有限，所产生的膨胀应力有限，只有在封闭空间内液态水相变膨胀，才能产生致裂效果。5、采用煤层注水进行冻结膨胀，由于水仅会沿煤层裂隙流动，因此致裂效果不均匀，会造成煤层部分区域增透效果不佳。

因此本领域技术人员致力于开发一种针对高瓦斯低渗煤层石门快速揭煤的方法，其中采用二氧化碳相变致裂石门揭煤是一种较好的可选方案。但这将需要大量的二氧化碳储液管和释放管。现有技术中，将二氧化碳注入储液管中将耗费大量的电能，操作非常麻烦，而且需要在工厂灌装，这也增加了大量的二氧化碳的运输成本。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种可井下现场灌装二氧化碳的液体二氧化碳灌装系统。

为实现上述目的，本发明提供了一种液体二氧化碳灌装系统，包括平板车，所述平板车上固定有液体二氧化碳储液罐和推杆箱；

所述储液罐包括注液口和出液口；所述推杆箱的外侧固定有二氧化碳增压泵和两个相对设置的二氧化碳储液管灌装架；所述二氧化碳储液管灌装架上可安装储液管；

所述二氧化碳增压泵包括增压缸体、活塞、驱动气体入口、增压液体进口和增压液体出口；

所述二氧化碳储液管灌装架上设置有灌装控制器；

由第一管路将液态二氧化碳储液罐的出液口与所述二氧化碳增压泵的增压液体进口连接，由第三管路将所述增压液体出口与所述灌装控制器连接，由第二管路将井下压风系统与所述驱动气体入口连接。

较佳的，所述储液罐内设置有液位计；所述出液口处设置有第一压力表；所述第三管路的管路上设置有第二压力表。

较佳的，所述储液管的一端可通过螺纹连接头固定释放管，另一端可通过螺纹连接头固定推进杆；

所述储液管与释放管的连接端设置有定压泄能片、灌装孔和电热管；

所述释放管上设置有多个释放孔，释放管内设置有支撑剂囊袋；所述释放管与储液管的连接处设置有防滑锚固头；

所述推进杆内设置有引爆线，推进杆的末端固定有防滑锚头和紧固螺钉。

本发明的有益效果是：

(1)本发明采用煤矿井下压风系统为增压动力，通过与井下压风系统连接，使得整个灌装过程不需要提供额外的能源，即可实现液态二氧化碳的高压、快速、稳定灌装。

(2)本发明通过与液态CO2相变致裂技术恰当结合，可增加煤层抽采率，降低煤体内瓦斯压力、实现煤层卸压，从而减少煤层内能，防止煤与瓦斯突出。

(3)本发明在应用过程中不需要用电，因此不会产生电火花，为一种本安型矿用灌装设备，满足煤矿井下使用设备的防爆要求，可实现井下现场灌装，因此操作方便，适应性强，并且节约能源、作业效率高。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式的结构示意图。

图2是本发明一具体实施方式中携塑料颗粒支撑剂二氧化碳致裂系统的结构示意图。