[发明专利]采用液氮和蒸汽致裂煤层的瓦斯抽采方法及抽采系统

权利要求书

1.一种采用液氮和蒸汽致裂煤层的瓦斯抽采方法，其特征在于：包括如下步骤：

1）钻孔：向煤层（7）钻设用于致裂和抽采的孔（6）；

2）布置抽采系统：将液氮管（8）、供热管（10）和抽采管（9）的内端伸入到所述孔（6）内，所述液氮管（8）的外端接通到液氮罐（1）上，所述供热管（10）的外端接通到蒸汽发生器（12）上；

3）封孔：在所述孔（6）的外段设置两段用于封堵所述孔（6）的水泥砂浆层（5），同时使得所述液氮管（8）、供热管（10）和抽采管（9）穿过两段该水泥砂浆层（5），并伸入到所述孔（6）内，再同时设置注浆管（3），所述注浆管（3）的内端伸入到两段所述水泥砂浆层（5）之间，通过该注浆管（3）向两段所述水泥砂浆层（5）之间注入聚氨酯，并形成用于隔热和封孔的聚氨酯层（4）；

4）冷冻致裂：通过所述液氮管（8）将所述液氮罐（1）内的液氮灌入到所述孔（6）内，对所述煤层（7）进行冷冻致裂；

5）高温致裂和加热瓦斯：通过所述供热管（10）将蒸汽发生器（12）内产生的蒸汽灌入到所述孔（6）内，对煤层（7）进行高温致裂；

6）抽采瓦斯：通过抽采管（9）向外抽采瓦斯。

2.如权利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤层的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述布置抽采系统中，将所述抽采管（9）和供热管（10）的内端延伸到靠近所述孔（6）的底部。

3.如权利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤层的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述布置抽采系统中，将所述液氮管（8）的内端延伸到距离所述孔（6）的底部 0.15m-0.25m处。

4.如权利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤层的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述布置抽采系统中，将所述抽采管（9）和供热管（10）的外端距离所述孔（6）的孔口 0.5m-1.5m。

5.如权利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤层的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述布置抽采系统中，将所述液氮管（8）先连接到液氮泵（2）上，所述液氮泵（2）在连接到液氮罐（1）上。

6.如权利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤层的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述布置抽采系统中，所述蒸汽发生器（12）上还连接有水箱（13）。

7.如权利要求 1所述的采用液氮和蒸汽致裂煤层的瓦斯抽采方法，其特征在于：在所述高温致裂和加热瓦斯步骤中，所述蒸汽发生器（12）产生的蒸汽温度为 150℃-400℃。

8.一种用于液氮和蒸汽致裂煤层的瓦斯抽采系统，包括设置于煤层（7）上，用于煤层致裂和瓦斯抽采的孔（6），其特征在于：所述孔（6）的外段设置有用于封孔和隔热的聚氨酯层（4），另设置有液氮管（8）、供热管（10）和抽采管（9）穿过该聚氨酯层（4），且内端伸入到所述孔（6）的内部，所述液氮管（8）的外端接通到液氮泵（2），所述液氮泵（2）接通到液氮罐（1）上，所述供热管（10）接通到蒸汽发生器（12），所述蒸汽发生器（12）接通到水箱（13）上。

9.如权利要求 8所述的一种用于液氮和蒸汽致裂煤层的瓦斯抽采系统，其特征在于：所述聚氨酯层（4）的内侧和外侧均设置有水泥砂浆层（5）。