[发明专利]高瓦斯致密煤层抽注一体化系统及方法

权利要求书

1.高瓦斯致密煤层抽注一体化方法，其特征在于：

在煤层巷道（20）中沿其延伸方向在煤层（21）上交替布置注水钻孔（1）和致裂导向钻孔（2）；

对致裂导向钻孔（2）周围煤层进行微波照射加热并同时抽采瓦斯；

待瓦斯抽采到一定程度后，停止加热，并向致裂导向钻孔（2）内快速注入液氮，煤层由于快冷收缩产生裂隙；

最后，通过注水钻孔（1）向煤层注水；

其中，注水钻孔（1）位于致裂导向钻孔（2）的致裂范围内。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在进行微波照射加热前，还包括向致裂导向钻孔（2）中注入氯化钠溶液的步骤。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法还包括配合使用的高瓦斯致密煤层抽注一体化系统，该系统包括：

注水组件，与煤层巷道中煤层上的注水钻孔（1）连接，用于向煤层注水；

微波加热组件，与煤层巷道（20）中煤层上的致裂导向钻孔（2）连接，用于对致裂导向钻孔（2）周围煤层进行微波照射加热；

瓦斯抽采组件，与所述致裂导向钻孔（2）连接，用于对致裂导向钻孔（2）周围煤层进行瓦斯抽采；

注氮组件，与所述致裂导向钻孔（2）连接，用于向加热后的煤层中通入液氮；其中，

所述注水钻孔（1）和致裂导向钻孔（2）沿所述煤层巷道（20）延伸方向交替布置，且注水钻孔（1）位于致裂导向钻孔（2）的致裂范围内。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述注氮组件包括注氮管（10）和注氮器（11）；

所述注氮管（10）一端与所述注氮器（11）连接，另一端穿过致裂导向钻孔封孔器与所述致裂导向钻孔（2）连通。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述微波加热组件包括微波电源（3）、与微波电源（3）电性连接的磁控管（4）、与所述磁控管（4）连接的波导（5）以及与所述波导（5）连接的微波天线（6），所述微波天线（6）伸入所述致裂导向钻孔（2）内。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述瓦斯抽采组件包括抽采管（7）和抽采泵（8）；

所述抽采管（7）一端与所述抽采泵（8）连接，另一端穿过致裂导向钻孔封孔器与所述致裂导向钻孔（2）连通。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述致裂导向钻孔（2）内设有控制所述注氮管（10）和抽采管（7）通断的多相开关（19），所述多相开关（19）包括顶端封闭，底端敞开的套筒（1901）；

所述套筒（1901）通过隔板分隔出位于上部的第一腔室（1903）和位于下部的第二腔室（1904），所述第二腔室（1904）的外侧壁上设有喷嘴（1905）；

所述注氮管（10）和抽采管（7）与所述第一腔室（1903）的连通；

所述隔板上设有连通所述第一腔室（1903）和第二腔室（1904）的通道（1906）；

所述第二腔室（1904）内滑动密封设有能够将所述通道（1906）密封的气压板；

所述气压板与所述套筒（1901）顶部通过弹簧（1909）连接。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述隔板包括相对分离设置的一对电极板（1902）；

一对所述电极板（1902）分别通过导线与所述磁控管（4）和微波电源（3）连接；

所述气压板包括与所述第二腔室（1904）滑动连接的绝缘推板（1907）以及支撑设置于所述推板顶部以导通一对所述电极板（1902）的导电板（1908），所述弹簧（1909）与所述导电板（1908）连接。

9.根据权利要求4-8任一项所述的方法，其特征在于：所述注氮管（10）上设有氯化钠溶液注射器。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述注水组件包括注水泵（12）和注水管（13）；

所述注水管（13）一端与所述注水泵（12）连接，另一端穿过注水钻孔封孔器与所述注水钻孔（1）连通，所述注水泵（12）连接至储水池（15）。