一種微波熱風(fēng)耦合注熱的煤體增透方法技術(shù)

一種微波熱風(fēng)耦合注熱的煤體增透方法，首先向煤層施工鉆孔，在同軸波導(dǎo)內(nèi)端連接微波天線，一起送入鉆孔。再依次將波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器、矩形波導(dǎo)和微波發(fā)生器連接在同軸波導(dǎo)外端。接著將加熱器用管道連接，通入鉆孔內(nèi)部。設(shè)備安裝完畢之后，向鉆孔輸送高壓熱風(fēng)，同時打開微波進行輻射。微波輻射可以有效促進瓦斯解吸，產(chǎn)生的熱應(yīng)力更是能夠損傷煤體，產(chǎn)生微裂紋，同時高壓熱風(fēng)會沿著煤層裂隙快速流動，吹走裂隙中煤屑，擴大煤層裂隙。將這兩者相結(jié)合，微波不僅對煤體產(chǎn)生輻射效果，而且起到了進一步加熱風(fēng)流的效果，使得煤體孔隙更易疏通，達到良好的煤體增透、促進瓦斯解析的效果。

Method for enhancing penetration of coal by microwave hot air coupling heat injection

The invention relates to a method for enhancing coal penetration by microwave hot air coupling heating, firstly drilling the coal seam, and connecting the microwave antenna at the inner end of the coaxial waveguide to be sent into the borehole together. Then, the waveguide converter, the rectangular waveguide and the microwave generator are connected to the outer ends of the coaxial waveguide in turn. The heater is then piped to the inside of the borehole. After the equipment is installed, the high pressure hot air is sent to the borehole and the microwave is opened for radiation. Microwave radiation can effectively promote gas desorption, the thermal stress is able to damage the coal body, crackle, and hot air along the coal seam fracture fast flowing, blow away the cracks in the slack, expansion of coal seam fracture. The combination of microwave radiation, not only have effect on coal, but also has the effect of further heating air, make the coal pores more easily to dredge, coal gas, promoting good antireflective effect analysis.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種微波熱風(fēng)耦合注熱的煤體增透方法
本專利技術(shù)涉及一種微波熱風(fēng)耦合注熱的煤體增透方法，屬于煤礦井下煤體增透相關(guān)
，尤其適用于松軟高瓦斯低透氣性煤層的。
技術(shù)介紹
隨著我國煤礦開采深度的不斷加深，煤層透氣性對瓦斯抽采的制約越來越嚴(yán)重，良好的煤層增透技術(shù)成為了煤礦深層開采的必備技術(shù)。目前，我國的瓦斯抽采手段主要是鉆孔抽采，對煤層透氣性有著較高的要求，為了提高煤層的透氣性，我國已有諸多學(xué)者提出了許多煤層增透方法，如鉆孔內(nèi)割縫泄壓增透方法、松動爆破煤體增透方法、鉆孔內(nèi)冷脹熱驅(qū)式煤體增透等。這些措施在煤層增透工作中取得了一定的成效，但是也存在很大的局限性，故需要一些應(yīng)用面更廣的或應(yīng)用面不同的煤層增透方法。利用微波輻射可以有效促進瓦斯解吸，產(chǎn)生的熱應(yīng)力更是能夠損傷煤體，產(chǎn)生微裂紋，同時高壓熱風(fēng)會沿著煤層裂隙快速流動，吹走裂隙中煤屑，擴大煤層裂隙。如果能將這兩種技術(shù)相結(jié)合，定能達到一種高效的煤層增透方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
技術(shù)問題：本專利技術(shù)的目的是克服已有技術(shù)中的不足，提供一種方法簡單、能夠大幅提高煤層增透效果的微波熱風(fēng)耦合注熱的煤體增透方法。技術(shù)方案：本專利技術(shù)的微波熱風(fēng)耦合注熱的煤體增透方法，包括以下步驟：a、在施工完成后的鉆孔內(nèi)送入熱風(fēng)管和微波護管；b、在同軸波導(dǎo)前端連接微波天線，然后將其送入微波護管內(nèi)，直至微波天線到達微波護管的內(nèi)端；c、在同軸波導(dǎo)的外露端依次連接波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器、矩形波導(dǎo)和微波發(fā)生器；d、在熱風(fēng)管外端部連接高壓膠管，高壓膠管連接高壓氣泵，高壓氣泵連接加熱器；e、在鉆孔前端利用封孔器進行封堵；f、待封孔作業(yè)完成后，打開加熱器以及高壓氣泵，向煤層通入高壓熱風(fēng)；g、通入高壓熱風(fēng)的同時，打開微波發(fā)生器，產(chǎn)生的微波依次通過矩形波導(dǎo)、波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器和同軸波導(dǎo)，最后到達微波天線，并由微波天線向鉆孔輻射；h、當(dāng)瓦斯充分解吸后，將高壓膠管連接瓦斯抽采管網(wǎng)進行瓦斯抽采。所述的熱風(fēng)管和微波護管的外露端距孔口的距離為0.1-0.15m。所述的微波護管為聚四氟乙烯材質(zhì)。所述的微波發(fā)生器的工作頻率為2.45GHz，功率為2kW。有益效果：本專利技術(shù)通過向煤層內(nèi)通入高壓熱風(fēng)，并用微波進行輻射，微波輻射可以有效促進瓦斯解吸，產(chǎn)生的熱應(yīng)力更是能夠損傷煤體，產(chǎn)生微裂紋，同時高壓熱風(fēng)會沿著煤層裂隙快速流動，吹走裂隙中煤屑，擴大煤層裂隙。在微波的輔助下，高壓熱風(fēng)的溫度進一步升高，更加利于疏通孔隙，促進瓦斯解吸，煤質(zhì)變得松散易碎，能夠達到良好的煤層增透效果。顯著地提高了之后的瓦斯抽采以及巷道掘進等作業(yè)的效率。附圖說明圖1是本專利技術(shù)的微波熱風(fēng)耦合注熱的煤體增透方法示意圖。圖中：1-煤層，2-鉆孔，3-熱風(fēng)管，4-微波天線，5-同軸波導(dǎo)，6-微波護管，7-波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器，8-矩形波導(dǎo)，9-微波發(fā)生器，10-封孔器，11-高壓膠管，12-高壓氣泵，13-加熱器。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的一個實施例作進一步的描述：本專利技術(shù)的微波熱風(fēng)耦合注熱的煤體增透方法：首先，在煤層1中施工一個鉆孔2，在施工完成后的鉆孔2內(nèi)送入熱風(fēng)管3和微波護管6，熱風(fēng)管和微波護管的外露端距孔口的距離為0.1m。其中的微波護管6為聚四氟乙烯材質(zhì)。之后將在同軸波導(dǎo)5前端連接微波天線4，然后將其送入微波護管6內(nèi)，直至微波天線4到達微波護管6的內(nèi)端。將同軸波導(dǎo)5的外露端依次連接波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器7、矩形波導(dǎo)8和微波發(fā)生器9，所述的微波發(fā)生器9的工作頻率為2.45GHz，功率為2kW。在熱風(fēng)管3外端部連接高壓膠管11，高壓膠管11連接高壓氣泵12，高壓氣泵12連接加熱器13。待管路連接好后，實施封孔作業(yè)，在鉆孔2前端利用封孔器10對進行封堵。待封孔作業(yè)完成后，打開加熱器13以及高壓氣泵12，向煤層通入高壓熱風(fēng)。同時打開微波發(fā)生器9，產(chǎn)生的微波依次通過矩形波導(dǎo)8、波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器7和同軸波導(dǎo)5，最后到達微波天線4，并由微波天線4向鉆孔2輻射。在微波輻射的作用下，微波輻射可以有效促進瓦斯解吸，產(chǎn)生的熱應(yīng)力更是能夠損傷煤體，產(chǎn)生微裂紋，同時，高壓熱風(fēng)會沿著煤層裂隙快速流動，吹走裂隙中煤屑，擴大煤層裂隙。在微波的輔助下，高壓熱風(fēng)的溫度進一步升高，更加利于疏通孔隙，促進瓦斯解吸，煤質(zhì)變得松散易碎，能夠達到良好的煤層增透效果。當(dāng)瓦斯充分解吸后，將高壓膠管11連接瓦斯抽采管網(wǎng)進行瓦斯抽采。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種微波熱風(fēng)耦合注熱的煤體增透方法，其特征在于，包括以下步驟：a、在施工完成后的一個鉆孔（2）內(nèi)送入熱風(fēng)管（3）和微波護管（6）；b、在同軸波導(dǎo)（5）前端連接微波天線（4），然后將其送入微波護管（6）內(nèi)，直至微波天線（4）到達微波護管（6）的內(nèi)端；c、在同軸波導(dǎo)（5）的外露端依次連接波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器（7）、矩形波導(dǎo)（8）和微波發(fā)生器（9）；d、在熱風(fēng)管（3）外端部連接高壓膠管（11），高壓膠管（11）連接高壓氣泵（12），高壓氣泵（12）連接加熱器（13）；e、在鉆孔（2）前端利用封孔器（10）進行封孔；f、待封孔作業(yè)完成后，打開加熱器（13）以及高壓氣泵（12），向煤層通入高壓熱風(fēng)；g、通入高壓熱風(fēng)的同時，打開微波發(fā)生器（9），產(chǎn)生的微波依次通過矩形波導(dǎo)（8）、波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器（7）和同軸波導(dǎo)（5），最后到達微波天線（4），并由微波天線（4）向鉆孔（2）內(nèi)輻射；h、當(dāng)瓦斯充分解吸后，將高壓膠管（11）連接瓦斯抽采管網(wǎng)進行瓦斯抽采。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種微波熱風(fēng)耦合注熱的煤體增透方法，其特征在于，包括以下步驟：a、在施工完成后的一個鉆孔（2）內(nèi)送入熱風(fēng)管（3）和微波護管（6）；b、在同軸波導(dǎo)（5）前端連接微波天線（4），然后將其送入微波護管（6）內(nèi)，直至微波天線（4）到達微波護管（6）的內(nèi)端；c、在同軸波導(dǎo)（5）的外露端依次連接波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器（7）、矩形波導(dǎo)（8）和微波發(fā)生器（9）；d、在熱風(fēng)管（3）外端部連接高壓膠管（11），高壓膠管（11）連接高壓氣泵（12），高壓氣泵（12）連接加熱器（13）；e、在鉆孔（2）前端利用封孔器（10）進行封孔；f、待封孔作業(yè)完成后，打開加熱器（13）以及高壓氣泵（12），向煤層通入高壓熱風(fēng)；g、通入高壓熱風(fēng)的同時，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：林柏泉，王正，李賀，楊威，洪溢都，
申請(專利權(quán))人：中國礦業(yè)大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇,32