[发明专利]瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法

说明书

本发明涉及瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法，属于瓦斯开发利用技术领域。该方法包括步骤：布置两条底抽岩巷与两条煤巷，使用底抽巷穿层钻孔、煤巷顺层平行钻孔加水力造穴方式对瓦斯进行预抽，在内错风巷布置高抽巷对采空区瓦斯进行抽采。回风抽采主干管路处设置防爆电控阀，通过传感器模组对主抽采巷道瓦斯参数进行监控，泵组针对瓦斯抽采浓度变化而采取不同抽采参数，抽采泵组输出端连接瓦斯发电装置与配电装置，配电装置后端连接制冷器与并网线路。本发明利用制冷器制冷治理井底热害的同时，对瓦斯资源进行合理利用，产生富余电力，提升经济效益，达到深部瓦斯资源治理、开采、利用一体化的目的。

技术领域

本发明属于瓦斯开发利用技术领域，具体涉及一种瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法。

背景技术

随着矿井开采深度与开采强度的不断增大，矿区自然条件、瓦斯地质条件和煤炭开采技术等条件已经发生了显著的变化。深部开采使影响瓦斯灾害发生的因素变得复杂，瓦斯灾害有向与其它灾害耦合发生的趋势。深部瓦斯压力与含量的升高无疑加剧了煤与瓦斯突出的可能性，甚至出现高地应力、高突出危险性、低透气性等开采条件相交织的情况。深部煤炭资源面临着岩层压力大、地温高、煤与瓦斯突出、煤层自燃加重等问题，安全开采及利用难度大。目前对瓦斯治理采取的单一抽放方式深受井下温度与瓦斯浓度影响，抽采环境恶劣，且抽放系统操作参数与多变的矿井瓦斯参数不匹配严重影响着瓦斯治理效果，使得瓦斯资源无法得到应用，这一问题在深部瓦斯治理过程中尤为突出。

发明内容

本发明针对深部煤炭资源特点，为解决深部瓦斯资源开发利用难题，提出一种瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法，该方法能确保在进行深部矿井瓦斯治理的同时，对瓦斯资源进行合理利用，达到深部瓦斯资源治理、开采、利用一体化的目的。

瓦斯治理、抽采、利用一体化的深部煤炭资源开发方法，包括如下步骤：

S1：首先根据开采深度与施工状况，对不同位置关系巷道的稳定性、钻孔施工情况及防突与抽采效果进行研究分析，布置两条底抽岩巷与两条煤巷，每条底抽巷与相应煤巷之间平距保持为5m，与煤层下界垂距10m，采掘过程中使用底抽巷穿层钻孔、煤巷顺层平行钻孔加水力造穴方式对瓦斯进行预抽；

S2：在内错风巷平距约20m位置布置高抽巷，使用Φ500mm抽采管路对采动裂隙环形圈内和裂隙带进行采空区瓦斯抽采，高抽巷与风巷平距中对中20米、距离煤层顶板垂距18～22米布置；

S3：在回风抽采主干管路处设置防爆电控阀，电控阀出口处连接传感器模组，与地面控制系统形成闭环反馈回路，通过传感器模组对主抽采巷道瓦斯参数进行监控，传感器测量信号导入地面控制系统进行模量变换，形成控制信号后对电控阀进行进一步控制；

S4：电控阀出口串联抽采泵组，该泵组通过接收控制信号而运行不同的工作模式，可针对瓦斯抽采浓度变化而采取不同抽采参数，维持系统稳定性，提高抽采效率；

S5：抽采泵组输出端连接瓦斯发电装置，瓦斯发电装置接收控制信号自动匹配发电参数，维持发电稳定，发电装置输出端连接配电装置对电力进行分配，当发电量较低时，供制冷器使用，当发电量较大时，在维持制冷器运转的同时，将额外电力输配至电网侧并网使用；

S6：配电装置后端连接制冷器，制冷器入口依次连接进气电控阀与进气管道，电控阀接收控制信号用以调节参数，制冷器将空气冷却后输入巷道；

本发明与现有技术相比所具有的优势及产生的有益效果是：