[发明专利]一种提高煤矿巷道内瓦斯抽采浓度的瓦斯抽采装置及方法

说明书

本发明涉及一种提高煤矿巷道内瓦斯抽采浓度的瓦斯抽采装置及方法，瓦斯抽采装置包括从前至后依次同轴连接的引鞋短节、单向阀短节、封隔器和封孔管或由若干个封孔管依次同轴连接的封孔管组合，所述引鞋短节设有轴向贯穿的轴孔，所述封孔管或封孔管组合的长度大于煤矿巷道内的抽采孔套管的长度，所述瓦斯抽采装置的最大外径小于所述抽采孔套管的内径。采用所述瓦斯抽采装置进行瓦斯抽采时，将其推入所述抽采孔套管，再通过所述封隔器密封其与抽采孔之间的环形空间，从而隔绝由于开掘巷道导致煤壁上产生的裂隙与瓦斯抽采装置的瓦斯抽采通道的入口，使巷道内的空气无法进入瓦斯抽采通道，大大降低抽采的瓦斯气体中的空气含量，提高瓦斯气体的浓度。

技术领域

本发明涉及一种瓦斯抽采装置及方法，尤其涉及一种提高煤矿巷道内瓦斯抽采浓度的瓦斯抽采装置及方法。

背景技术

为了保障煤矿生产安全，在煤炭开采前需要将煤层中的瓦斯排放出来以达到安全生产的标准。目前，煤矿瓦斯治理主要采用井下抽放的方式，在煤层的煤壁上水平常压钻孔，负压抽排。而传统的瓦斯抽采工艺所抽采出的瓦斯浓度很低，无法直接作为非常规天然气使用，究其原因除了煤层瓦斯抽放方法选择不当以及瓦斯抽采钻孔封孔效果满足不了工程要求以外，一个主要的原因是由于开掘巷道引起的煤层松动圈效应导致煤壁向内部产生诸多裂隙，部分裂隙与抽采孔连通，巷道内的空气可通过裂隙进入到抽采孔，造成抽采出的气体中空气含量较高，大大稀释了瓦斯浓度。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种提高煤矿巷道内瓦斯抽采浓度的瓦斯抽采装置及方法，可有效避免巷道内的空气进入瓦斯抽采通道，提高瓦斯抽采浓度。

本发明实现上述目的的技术方案是：一种提高煤矿巷道内瓦斯抽采浓度的瓦斯抽采装置，包括从前至后依次同轴连接的引鞋短节、单向阀短节、封隔器和封孔管或由若干个封孔管依次同轴连接的封孔管组合，所述引鞋短节设有轴向贯穿的引鞋短节轴孔，所述封孔管或封孔管组合的长度大于煤矿巷道内的抽采孔套管的长度，所述瓦斯抽采装置的最大外径小于所述抽采孔套管的内径。

优选的，所述封隔器的胶筒与所述封孔管或封孔管组合的后端之间的间距不小于25m。

优选的，所述单向阀短节的介质通道的前部设有阀座，所述阀座的外缘与所述介质通道的通道壁固定密封连接，所述阀座设有前后贯穿的通孔，所述介质通道的后部设有防护网，所述防护网覆盖所述介质通道的横截面，所述防护网与所述阀座之间的介质通道内设有可自由滚动的坐封球，所述坐封球的直径大于所述通孔的孔径。

优选的，所述封孔管或封孔管组合的后端同轴固定连接有法兰盘，所述法兰盘的法兰孔的孔径与所述封孔管或封孔管组合的内径相同。

优选的，所述封隔器包括中心管，所述中心管的外壁上从前至后依次套装有胶筒、胶筒底座和筒状活塞，三者的内壁均与所述中心管的外壁滑动密封配合，所述胶筒底座和所述筒状活塞的外壁上套装有缸套并均与所述缸套的内壁滑动密封配合，所述缸套的后端设有径向向内的凸缘，所述凸缘的内壁与所述中心管的外壁密封配合，所述筒状活塞的后端与所述凸缘的前端之间留有间隙，构成环形腔，所述中心管的管壁上设有连通所述环形腔与所述中心管的管孔的传压孔，所述中心管的前端和后端分别套装有前接头和后接头，所述胶筒的前端抵接所述前接头的后端，所述缸套的后端抵接或通过其他套装在所述中心管上的连接件抵接所述后接头的前端。

优选的，所述胶筒底座包括位于前端的等径段和位于后端的变径段，所述变径段的外径小于所述等径段的外径，所述变径段呈倒锥状或者包括与所述等径段平滑过渡的倒锥段，所述变径段上套装有锁环，所述锁环的形状与所述变径段和所述缸套之间的环形空间的形状相配合，所述锁环的外壁与所述缸套的内壁滑动密封配合，所述锁环的内壁与所述变径段的外壁滑动密封配合，所述锁环的长度大于所述变径段的长度，所述锁环的后端与所述筒状活塞的前端抵接，所述缸套的前端螺纹连接有锁套，所述锁套的内壁与所述胶筒底座的外壁滑动密封配合，所述锁套上设有径向贯穿锁套壁并插入所述胶筒底座的坐封销钉。