專利名稱：低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽技術(shù)的制作方法
低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽技術(shù)技術(shù)領(lǐng)域-本發(fā)明屬于煤層瓦斯預(yù)抽的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低透性煤層 的人造諧振波預(yù)抽技術(shù)，適應(yīng)于煤礦井下工作面煤層瓦斯預(yù)抽。
技術(shù)背景-就發(fā)明人所知，低透性高瓦斯煤層是造成煤礦瓦斯突出的物質(zhì)基 礎(chǔ)，煤層瓦斯預(yù)抽技術(shù)的實施是防止煤層瓦斯突出降低瓦斯涌出量的 重要技術(shù)手段，問題在于預(yù)抽低透性煤層的效果非常的差，目前增加 煤層透氣性的方法有高壓水致裂充填沙粒支撐，爆破致裂，卸壓致 裂等方法。上述方法中有的實施難度大，有的受煤層賦存條件限制， 實施都有不同程度的困難，除開采卸壓的方法可以增加煤層透氣性， 可以制造大量地裂隙，增加透氣性外，其它方法實用性都很差，而卸 壓預(yù)抽受地質(zhì)條件限制，又不能被廣泛使用，因此低透性煤層的預(yù)抽 瓦斯技術(shù)仍然是一個未被攻破的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為彌補以上不足，提供的一種可防止煤層瓦斯 突出，降低瓦斯涌出量，安全可靠，預(yù)抽低透性煤層瓦斯效果好，能 被廣泛使用的低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽技術(shù)。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，所述的低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽術(shù)，其特征是在煤礦井下透性高瓦斯煤體(1)，掘進一個起震硐室(2)， 在起震硐室(2)內(nèi)設(shè)置一震動器(3)，并加支護(5)，在距起震硐 室(2) —定距離的地方設(shè)置一安全硐室(6)，在安全硐室(6)內(nèi)設(shè) 置在一變頻控制器(7)，在煤體的不同部位埋設(shè)震動檢測器及安裝瓦 斯流量檢測系統(tǒng)，通過不斷地調(diào)整震動頻率，得出震動頻率與抽放量 以及震動傳播的范圍的關(guān)系曲線圖，找出最佳震動參數(shù)，安裝瓦斯抽 放管路連接瓦斯鉆孔(4)，將瓦斯按要求抽放。本發(fā)明的低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽技術(shù)具有可防止煤層瓦 斯突出，降低瓦斯涌出量，安全可靠，預(yù)抽低透性煤層瓦斯效果好， 能被廣泛使用的優(yōu)點。人造諧振波對煤層透氣性的影響瓦斯賦存理論認(rèn)為煤層中的瓦 斯主要是以吸附狀態(tài)存在于煤層孔隙和裂隙中，煤層的電鏡圖象顯 示低透性煤層的微裂隙是彼此隔絕互不連通的。這是低透性煤層難 以預(yù)抽瓦斯的根本原因。又，煤層中高壓瓦斯煤層與圍巖壓力是耦合 平衡態(tài)，即瓦斯壓力Pl與煤層體的骨架支撐力P2之和等于該點的礦 山壓力P，部分瓦斯的瀉出使得P1減小而P2增加，煤層的受壓加大 裂隙壓縮阻止了瓦斯的進一步涌出，這就揭示了為什么低透性煤層中 的鉆孔初始有部分瓦斯涌出隨后瓦斯便不再繼續(xù)涌出的現(xiàn)象。大量的 試驗已證明煤層受到爆破震動后會增加瓦斯的涌出量，但持續(xù)的時間 較短，說明煤層受震后裂隙在瞬間打開隨后又重新閉合所以增加透氣 性震動爆破要多次的實施才有效，因此震動爆破的成本是很高的。如 果有一種技術(shù)能使煤層的微裂隙重復(fù)不斷地開啟，瓦斯就可以持續(xù)地流動運移進入抽放系統(tǒng)。我們由此想到了諧振波，原因是諧振波在固 體中主要是以橫波和縱波兩種形式傳播的，只要諧振波的頻率和煤層 及圍巖構(gòu)成的震動體的頻率一致，兩者會發(fā)生共振，共振發(fā)生的條件 只是頻率相同，而與震動點的功率沒有關(guān)系，所以只要找到這個頻率， 我們用一個較小的震動器，就可以完成諧振波的人工傳播，使一定區(qū) 域的煤體發(fā)生不斷的震動從而提高煤層的透氣性。


附圖為低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽技術(shù)震動器安置結(jié)構(gòu)圖 圖中1.煤體，2.起震硐室，3.震動器，4瓦斯鉆孔，5.支護，
具體實施例方式下面結(jié)合附圖實施例對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明，如附圖所示 的低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽技術(shù)是，我們在煤礦井下透性高瓦斯 煤體(1)中，掘進一個起震硐室(2)，在震硐室(2)內(nèi)設(shè)置一震動器(3)，并加支護(5)，在距震硐室(2) —定距離的地方設(shè)置設(shè)置 一安全硐室(6)，在安全硐室(6)內(nèi)設(shè)置在一變頻控制器(7)，在 煤體的不同部位埋設(shè)震動檢測器及安裝瓦斯流量檢測系統(tǒng)，通過不斷 地調(diào)整震動頻率，使震動器(3)在震硐室(2)內(nèi)，上下震動，通過 支護(5)使煤體(1)與其通頻起震動，將煤層瓦斯在變頻控制器(7) 的調(diào)整下，得出震動頻率與抽放量以及震動傳播的范圍的關(guān)系曲線， 找出最佳震動幅度和頻率，按要求通過設(shè)置在煤體(1)上的瓦斯鉆 孔(4)抽出至瓦斯抽放管路輸出。本發(fā)明所述的低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽技術(shù)通過在山西省陽泉市陽煤集團一礦采煤工作面試驗 基本可行，效果明顯，具有很好的推廣前景。
權(quán)利要求
1. 一種低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽術(shù)，其特征在于在煤礦井下透性高瓦斯煤體(1)中，掘進一個起震硐室(2)，在起震硐室(2)內(nèi)設(shè)置一震動器(3)，并加支護(5)。
2. 如權(quán)利要求1所述的低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽術(shù)，其特征 在于在距起震硐室(2)有一定距離的地方設(shè)置設(shè)置一安全硐室(6)， 在安全硐室(6)內(nèi)設(shè)置在一變頻控制器(7)。
3. 如權(quán)利要求1所述的低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽術(shù)，其特征 在于在煤體(1)的不同部位設(shè)置有瓦斯鉆孔(4)，埋設(shè)震動檢測器 及安裝瓦斯流量檢測系統(tǒng)，安裝瓦斯抽放管路連接瓦斯鉆孔(4)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低透性煤層的人造諧振波預(yù)抽術(shù)，其特征是在煤礦井下低透性高瓦斯煤體(1)中，掘進一個起震硐室(2)，在震硐室(2)內(nèi)設(shè)置一震動器(3)，并加強支護，在距震硐室(2)一定距離的地方設(shè)置設(shè)置一安全硐室(6)，在安全硐室(6)內(nèi)設(shè)置在一變頻控制器(5)，在震硐室(2)周圍埋設(shè)震動檢測器，安裝瓦斯抽放管路及流量監(jiān)測系統(tǒng)，通過不斷地調(diào)整震動頻率，得出震動參數(shù)與抽放量以及震動傳播的范圍的關(guān)系曲線圖，找出最佳震動參數(shù)，安裝瓦斯抽放管路連接瓦斯鉆孔(4)，本發(fā)明與傳統(tǒng)的煤層瓦斯預(yù)抽方法相比，增加了煤層透氣性，具有預(yù)抽低透性煤層瓦斯效果好，能被廣泛使用的優(yōu)點，可防止煤層瓦斯突出，降低瓦斯涌出量，安全可靠，特別適應(yīng)于煤礦井下工作面煤層瓦斯預(yù)抽。
文檔編號E21F7/00GK101260812SQ20071006157
公開日2008年9月10日 申請日期2007年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月9日
發(fā)明者張會生, 王意峰 申請人:張會生