[实用新型]低渗透强吸附性煤体注热设备

说明书

本实用新型涉及瓦斯抽采领域，具体涉及低渗透强吸附性煤体注热设备，包括加热箱、输送管、传输管和卸压抽采管，加热箱内设有加热器，加热箱上设有注水口和排气口；输送管贯穿加热箱，传输管与输送管的一端可拆卸连接，卸压抽采管和输送管一端的侧壁连接且与输送管连通，卸压抽采管上设有阀门，输送管内转动设置有单向阀片，单向阀片位于加热箱和卸压抽采管之间。采用本技术方案时，便于提高煤层瓦斯的抽采率。

技术领域

本实用新型涉及瓦斯抽采领域，具体涉及低渗透强吸附性煤体注热设备。

背景技术

煤层瓦斯预抽是解决煤矿瓦斯事故的根本措施之一。煤体中赋存的瓦斯以吸附态和游离态为主，吸附态瓦斯转化为游离态瓦斯主要受控于两个因素：煤储层压力和温度。目前，我国大部分煤矿均采用降低煤储层压力的方法预抽瓦斯。针对煤体注热治理瓦斯技术，国内外技术人员开展了一系列研究工作，并取得了大量的研究成果。

已有研究成果表明：温度是影响煤层瓦斯吸附、解吸、渗流作用的一个重要因素。如：马东民等进行了等温条件下煤层瓦斯吸附解吸试验，分析认为提高储层温度能促进煤层瓦斯解吸过程，在理论上可行，工程中应该受到重视；梁冰等根据瓦斯的吸附解吸规律和煤与瓦斯固流耦合作用的机制，建立了非等温条件下瓦斯流动的数学模型，并给出用有限元求其数值解的方法及程序；王轶波等通过试验证明在低温条件下煤层瓦斯解吸速度比常温和变温条件下慢；易俊等通过声场转化为热能以提高煤层系统的温度，实现了声场促进煤层瓦斯解吸扩散的数值模拟；何满潮等通过物理模拟单轴应力–温度作用下吸附瓦斯运移过程，得出温度升高是诱发煤体中吸附瓦斯大量解吸因素之一；彭守建等通过开展不同初始瓦斯压力和不同地应力水平下抽采瓦斯的物理模拟试验，得出抽采瓦斯流量和温度的变化具有很好的相关性，表现出在抽采初期下降较快，后期下降缓慢，其中温度随时间的下降量符合对数函数关系；杨新乐等建立了以孔隙流体压力、煤岩骨架质点位移、绝对温度为基本变量的热-流-固耦合模型，揭示了煤层注热后煤层气渗流、应力、传热之间的内在联系，表明注热后煤层气产量大幅增加，是低渗透煤层气增产的有效途径。

以上研究成果奠定了煤层注热治理瓦斯的理论基础，但仅停留在理论和试验模拟阶段，未对研究成果进行转化并在煤矿推广应用。而且，国内部分煤矿在采用常规瓦斯治理措施的情况下，煤层瓦斯治理效果仍然达不到预期目标，主要表现为：对低渗透、强吸附性煤体进行的瓦斯抽采时间较长，抽采效率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种煤体注热设备，通过注热设备增加煤层的温度，促进瓦斯解吸的速度和流量，从而达到提高煤层瓦斯抽采率、缩短瓦斯治理时间的目的。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案提供低渗透强吸附性煤体注热设备，包括加热箱、输送管、传输管和卸压抽采管，加热箱内设有加热器，加热箱上设有注水口和排气口；输送管贯穿加热箱，传输管与输送管的一端可拆卸连接，卸压抽采管和输送管一端的侧壁连接且与输送管连通，卸压抽采管上设有阀门，输送管内转动设置有单向阀片，单向阀片位于加热箱和卸压抽采管之间。

本方案的技术效果是：经注水口往加热箱内注水后，通过加热器进行水体加热，加热到预定的温度后，往输送管内注气，气体流经加热箱内的输送管的过程中，加热箱内热水的温度经输送管传递后加热气体，加热后的气体经插入煤层孔内的传输管注入煤层孔内，使吸附态瓦斯转化为游离态瓦斯，然后停止加热箱继续加热并停止注气，之后打开卸压抽采管上的阀门，通过抽气设备将煤层孔内的游离态瓦斯抽至地面上，从而达到提高煤层瓦斯的抽采率，并缩短瓦斯的治理时间。

进一步的，加热箱的底部设置有滚轮，加热箱的顶部设置有吊环。本方案的技术效果是：便于移动和起吊加热箱。

进一步的，加热箱的侧壁内设有保温绝缘层。本方案的技术效果是：便于存储热量以及防止触电。