[实用新型]一种基于水压致裂的瓦斯抽采装置

说明书

本实用新型提供一种基于水压致裂的瓦斯抽采装置，属于矿井瓦斯抽采领域，目的是实现煤层致裂卸压后，保持裂缝大小，并快速排出瓦斯气体，包括水槽、水压致裂模块、瓦斯抽采模块、水位调节模块和控制模块。水压致裂模块包括致裂管和高压水管，高压水管进水口与水槽连通，出水口与致裂管连通，并沿水流方向依次设置高压水泵、沙渗装置、进水阀门和压力传感器；瓦斯抽采模块包括排水管和排气管，实现瓦斯的抽水和排气；水位调节模块实现水槽内水位的调节；控制模块接收传感器信号，并控制所有阀门和水泵的开闭。该装置能够实现在卸压后对裂缝的支撑，并通过抽水实现对瓦斯的快速排出。

技术领域

本实用新型涉及矿井瓦斯抽采领域，具体涉及一种基于水压致裂的瓦斯抽采装置。

背景技术

煤矿开采过程前需要先对煤层的瓦斯进行抽放，来避免煤矿瓦斯浓度过高带来的安全隐患，早期常采用打瓦斯抽放井来降低采场瓦斯涌出量。近些年来，随着煤炭资源开采力度加大，煤炭开采的深度逐步加深，传统的邻近层抽放、本煤层抽放、采空区抽放不能解决深度煤层瓦斯抽放的问题。基于此，许多煤矿提出了水压致裂抽采的方法。

现阶段常采用的水压致裂抽采方法是通过输入高压水，将煤层自身裂缝扩大，再停止高压水输入，卸压后将瓦斯气体排出。然而，煤层致裂卸压后，没有水压支撑裂缝会收缩；卸压后，致裂所用的水布满裂缝，瓦斯气体较难排出。

因此，本申请提出新的基于水压致裂的瓦斯抽采装置。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种基于水压致裂的瓦斯抽采装置。该瓦斯抽采装置在致裂卸压后，通过沙粒作为支撑，能维持裂缝大小不变，并采用抽水排气的方式，快速将瓦斯气体排出，有效地提高了整体的排气量和效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下的技术方案。

一种基于水压致裂的瓦斯抽采装置，包括水槽、水压致裂模块、瓦斯抽采模块、水位调节模块和控制模块；

所述水压致裂模块包括致裂管和高压水管；所述高压水管的进水口与所述水槽底部连通，出水口与所述致裂管连通，所述高压水管沿水流方向依次设置有高压水泵、沙渗装置、进水阀门和压力传感器；

所述瓦斯抽采模块包括排水管和排气管；所述排水管的进水口与所述致裂管连通，出水口与所述水槽一侧上端连通，所述排水管沿水流方向依次设置有排水阀门和第一排水泵；所述排气管与所述水槽顶部连通，所述排气管上设置有排气阀门；

所述水位调节模块包括补水管、去水管和储水箱，所述补水管和去水管的两端通过水管分别与所述水槽另一侧下端和所述储水箱连通，所述补水管和去水管上分别设置有进水泵和第二排水泵；

所述水槽内设有液位传感器；所述控制模块接收所述压力传感器和液位传感器信号，并控制所有阀门和水泵的开闭。

优选地，所述水压致裂模块还包括密封圈和法兰；所述致裂管依次穿过所述法兰和密封圈，进入抽采钻孔，并采用固定螺栓通过所述法兰与煤体固定连接。

优选地，所述致裂管前端布置若干孔。

优选地，所述沙渗装置包括沙箱；所述沙箱通过水管与所述高压水管连通，所述沙箱与所述高压水管之间的水管上设置有沙箱阀门。

优选地，所述控制模块包括PLC控制器、与所述PLC控制器输入端口连接的V电源和输出端口电连接的V电源；所述PLC控制器设有启动开关和紧急停止开关，所述压力传感器和液位传感器分别与所述PLC控制器的输入端口电连接，所述沙箱阀门、进水阀门、排水阀门、排气阀门、高压水泵、进水泵、第一排水泵和第二排水泵分别与所述PLC控制器的输出端口电连接。

本实用新型的有益效果：