[发明专利]一种提高瓦斯抽采浓度的装置及方法

权利要求书

1.一种提高瓦斯抽采浓度的装置，其特征在于：包括控制台、操作台和瓦斯抽采管，瓦斯抽采管在钻孔内的部分在管壁上开设有筛孔，控制台和操作台均设在钻孔外的瓦斯抽采管上，钻孔内的瓦斯抽采管内部沿长度方向设有若干个金属网笼，金属网笼内部填充有活性炭块，瓦斯抽采管外壁一侧设有瓦斯浓度传感器，瓦斯浓度传感器连接有数据信号线，数据信号线经抽采管上的筛孔进入瓦斯抽采管后与控制台上的控制开关连接，操作台上设有用于开合瓦斯抽采管的电磁阀，控制开关通过控制信号线与电磁阀连接。

2.根据权利要求1所述的一种提高瓦斯抽采浓度的装置，其特征在于：金属网笼呈圆柱结构，金属网笼的直径略小于瓦斯抽采管的内径，金属网笼的长度与瓦斯抽采管的单段长度相等，金属网笼的网眼直径为0.5—1cm，金属网笼与瓦斯抽采管内壁间有3—5mm的间隙。

3.根据权利要求2所述的一种提高钻孔瓦斯抽采浓度的装置，其特征在于：活性炭块的大小尺寸大于金属网笼的网眼尺寸。

4.根据权利要求3所述的一种提高瓦斯抽采浓度的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）综合钻孔长度及煤层物性设计出以下参数：瓦斯抽采管长度、封孔段长度、瓦斯浓度传感器在瓦斯抽采管上的位置；

（2）瓦斯浓度传感器与数据信号线连接后，用胶带把瓦斯浓度传感器绑缚在瓦斯抽采管外壁相应位置上，将装有活性炭块的金属网笼装进瓦斯抽采管内，将瓦斯抽采管下入筛孔内；

（3）采用“两堵一注”封孔法在钻孔孔口封堵一段长5—8m的封孔段；

（4）将瓦斯浓度传感器的数据信号线与控制开关相连，控制开关另一端通过控制信号线与电磁阀连接，控制台通过读取瓦斯浓度传感器上的瓦斯浓度变化可以实现电磁阀的自动开合；

（5）打开连接在瓦斯抽采管上的瓦斯抽采泵，进行负压抽采瓦斯作业；

（6）当抽采钻孔内瓦斯浓度低于16%时，瓦斯浓度传感器将信号输出至控制台，控制台输出电磁信号控制操作台上的电磁阀关闭，此时金属网笼内的活性炭块开始吸附大量煤层解析出来的瓦斯；当抽采钻孔内瓦斯浓度超过30%时，瓦斯浓度传感器将信号输出至控制台，控制台输出电磁信号控制操作台上的电磁阀开启，继续进行负压抽采，此时活性炭块开始解析瓦斯，瓦斯抽采泵将活性炭块解析的瓦斯抽出；

（7）重复步骤（6），直到抽采钻孔内的瓦斯浓度低于16%持续24—48h后，经检测到煤层内的瓦斯压力低于0.74MPa及相对瓦斯含量涌出量小于8m3/t后，关闭抽采泵，完成抽采作业。

5.根据权利要求4所述的一种提高瓦斯抽采浓度的方法，其特征在于：瓦斯浓度传感器在瓦斯抽采管外壁的设置位置距离钻孔孔口15—20m。

6.根据权利要求4或5所述的一种提高瓦斯抽采浓度的方法，其特征在于：步骤（3）中的“两堵一注”封孔法具体内容为：在第一段棉布条上均匀涂抹一定量的混合均匀的聚氨酯A、B料，把第一段棉布条迅速卷缠在抽采管与封孔段的内端，将瓦斯抽采管快速塞进钻孔内，然后用同样均匀涂抹一定量的混合均匀的聚氨酯A、B料的第二段棉布条将注浆管和瓦斯抽采管卷缠在一起快速塞进钻孔，待第二段棉布条膨胀固结以后，用注浆泵通过预留注浆管向封闭空间内注入水泥砂浆，浆液固结以后形成封孔段。