[发明专利]液态二氧化碳相变致裂器深孔推送装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种液态二氧化碳相变致裂器深孔推送装置，具体地讲，主要用于对液态二氧化碳相变致裂器进行深孔推送。

背景技术

目前，液态二氧化碳相变致裂器是基于液态二氧化碳相变膨胀释放能量，进行爆破的一种新型装置，在国外广泛应用于锅炉清堵、建筑物拆除、特殊区域爆破作业等方面；获得了英国、新西兰等国的安全认定，是国际上一种理念先进、方法安全、效果显著的爆破技术。近年来，我国相关科研单位将该技术引入煤炭开采领域，一方面用来满足矿山爆破工程需求，另一方面也是一套有效的、安全的煤层瓦斯增抽技术装备。所以液态二氧化碳相变致裂器是一种全新的综合型技术装备，作为一种物理爆破装备，有着其他技术装备无法比拟的技术优势，能够为我国煤矿的瓦斯防治、煤层气抽采及矿山特殊条件下的开采提供新技术、新工艺，推动我国煤炭行业健康、安全发展。

液态二氧化碳相变致裂器在低渗煤层深孔预裂增透、采煤工作面爆破落煤、顶煤预裂提高综放工作面煤炭资源回收率、煤(岩)巷掘进、强制放顶等领域具有广阔的前景。煤炭科学研究总院淮北爆破技术研究所在平顶山进行了二氧化碳爆破管的地面实验，试验表明爆破过程不会产生火花，安全性较高。中国矿业大学徐颖、程玉生等从1994年起开展了高压气体爆破方面的研究，研制了高压气体爆破模拟实验系统，开展了高压气体爆破作用机理及破煤块度方面的研究工作。河南理工大学王兆丰、赵立朋等开展了二氧化碳相变爆破增透方面的研究，对液态二氧化碳对煤层致裂机理及现场应用进行研究。在二氧化碳预裂增透抽采瓦斯技术方面，张海成等人在武乡县山西东庄煤业有限公司、沁源县山西沁新能源集团股份有限公司新源煤矿、山西长治郊区三元南耀小常煤业有限公司、襄垣县山西襄矿晋平煤业有限公司和山西襄矿上良煤业有限公司、山西潞煤集团的高河煤矿进行了规模不等的试验，王兆丰等人在平煤集团等矿井开展了同类试验研究。以上研究为二氧化碳相变致裂技术在煤层瓦斯增透领域应用，提供了大量现场经验，研究表明该技术对于低渗煤层增透瓦斯抽采效果显著。

目前，在该项技术应用装备研究方面，主要进行了二氧化碳致裂器、二氧化碳灌装系统等研究，而二氧化碳致裂器深孔推送装置还没有相关研究及专利公开。现有液态二氧化碳相变致裂器在现场应用过程中，二氧化碳相变致裂器必须通过十几米甚至上百米的钻孔推送进入设计地点，由于设备笨重，人工无法完成二氧化碳相变致裂器的推进及拔出，因此必须通过钻机进行推送，施工全过程均需要占用钻机。然而，煤矿井下由于钻机数量、空间大小所限，仅能单孔施工，不能实现多孔串联应用，主要存在以下问题：

(1)对钻机动力头、夹持器尺寸要求高，比如：直径73mm的致裂器必须配套满足73mm钻杆通过的钻机，否则无法进行二氧化碳相变致裂施工；

(2)占用钻机时间长，在钻孔施工完成后，钻机不能进行其他钻孔施工，必须由钻机辅助二氧化碳相变致裂器的安装推送、固定、拉出拆卸等，钻机占用率高，钻机作为打钻专用设备，在二氧化碳相变致裂施工过程中，被作为辅助设备，造成一定的资源浪费，造成施工进度慢、经济成本高、在一定程度上限制了该技术的推广应用；

(3)受推送工具影响，目前在二氧化碳相变致裂施工过程中，很难实现多孔同时致裂施工，在一定程度上影响了该技术的现场应用效果。

在煤矿生产系统中，压风系统是必备的生产子系统，压风系统利用矿井的压风风源，向井下供风。申请人想到利用井下压风作为动力源，开发一种液态二氧化碳相变致裂器深孔推送装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种液态二氧化碳相变致裂器深孔推送装置，用于方便高效地对液态二氧化碳相变致裂器进行深孔推送。