[发明专利]一种采空区瓦斯封堵抽采和卸压多功能一体式充气气囊装置

说明书

本发明涉及一种采空区瓦斯封堵抽采和卸压多功能一体式充气气囊装置，包括气囊封堵系统、导管引流系统、气囊充气加压系统及瓦斯抽采集气系统；气囊封堵系统环绕在导管引流系统外侧，通过套箍与导管引流系统相连；导管引流系统在远离采空区的一端即尾部与气囊充气加压系统通过外接皮管相连；瓦斯抽采集气系统在导管引流系统的端口前即尾部前从旁侧通过外接皮管相连。本发明使上隅角瓦斯治理更加有效稳定，更加精准，有效解决了埋管、悬管抽采管路易破坏、钻孔抽采气密性低、回采工作面上隅角瓦斯积聚的问题，并一定程度上解决采空区漏风问题，为安全高效开采煤炭资源提供良好的技术保障与安全措施。

技术领域

本发明涉及一种采空区瓦斯封堵、抽采和卸压多功能一体式充气气囊装置，属于采煤技术领域。

背景技术

随着国家经济转型升级、能源结构深刻调整，大型(特大型)煤矿在我国煤炭生产中占据主体地位，在煤矿的高产高效开采背景之下，综采工作面高强度的生产活动导致采空区遗煤增多，工作面瓦斯涌出量大幅增加，上隅角瓦斯浓度异常增大，矿井“低瓦斯赋存、瓦斯涌出量大”问题给井下工作人员的生命安全构成巨大威胁。

采煤工作面瓦斯主要来自采空区瓦斯涌出，约占工作面瓦斯的40％-60％。并且目前我国主要采用U型通风系统，汇集在采空区内的瓦斯由于漏风、压力扩散以及浓度扩散的影响，使得采空区上隅角作为漏风“汇”瓦斯积聚。可见，对采空区瓦斯的治理，防止上隅角瓦斯积聚是矿井瓦斯灾害防治的重中之重。而瓦斯抽采对于瓦斯治理而言，不仅是降低矿井瓦斯涌出量，防止瓦斯爆炸和煤与瓦斯突出的重要措施，而且抽出的瓦斯还可变害为利，作为煤炭的伴生资源加以开发利用。

现阶段用于上隅角瓦斯治理的技术主要包括埋管抽采、悬管抽采、高抽巷抽、采高位钻孔抽采、高位定向钻孔抽采、采空区设置风障、上隅角设置临时挡风帘、填充物封堵等。在上隅角瓦斯治理方面，国内外进行大量的研究和应用，瓦斯抽采技术治理上隅角瓦斯超限问题得到快速发展。但是目前治理效果仍不充分，瓦斯事故还是时有发生，同时成本较高，技术复杂。

通过对目前上隅角瓦斯治理技术的回顾与总结，可以发现当前尚存在以下几点问题：

(1)在利用传统埋管、悬管等技术进行瓦斯治理时，由于采空区内孔隙率较大、走向延伸长，部分瓦斯仍会沿其他孔隙路径运移至上隅角，抽放效率性较低。

(2)在利用传统埋管、悬管等技术进行瓦斯治理时，抽采管路容易因顶板垮落等原因受到破坏，或者煤泥煤渣堵塞筛管裂缝，可能无法达到预期抽采要求，易出现上隅角瓦斯积聚超限，稳定性较差。

(3)在利用钻孔抽采等技术进行瓦斯治理时，抽采钻孔周围由于应力作用易形成大量裂隙，成为气体转移通道，导致封孔气密性不足，影响瓦斯抽采效果，稳定性较差。

(4)在利用以上传统瓦斯抽采技术对采空区瓦斯进行治理时，无法管理采空区漏风问题，易发生煤自燃。

(5)在利用风帘、风障及填充物对采空区瓦斯进行治理时，无法实现瓦斯的同时抽采，只具防治瓦斯外溢或封堵功能，一定程度上造成资源浪费，同时瓦斯仍然存在，无法从根本上解决瓦斯超限问题。

发明内容

本发明技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种采空区瓦斯封堵抽采和卸压多功能一体式充气气囊装置，使上隅角瓦斯治理更加有效稳定，更加精准，有效解决了埋管、悬管抽采管路易破坏、钻孔抽采气密性低、回采工作面上隅角瓦斯积聚的问题，并一定程度上解决采空区漏风问题，为安全高效开采煤炭资源提供良好的技术保障与安全措施。