[发明专利]煤矿井下瓦斯燃烧后注热煤层强化抽采的闭环系统及方法

权利要求书

1.一种煤矿井下瓦斯燃烧后注热煤层强化抽采的闭环系统，其特征在于：包括瓦斯供应系统、注热系统和混合气发生器（10），其中瓦斯供应系统与混合气发生器（10）输入端连接，注热系统与混合气发生器（10）输出系统连接；瓦斯供应系统包括预设在煤层中抽放钻孔（17）内的多根抽采支管（1），多根抽采支管（1）通过抽采管（2）相互连接后与瓦斯抽采泵站（4）连接，瓦斯抽采泵站（4）通过瓦斯进气管道（5）连接有稳压罐（6），稳压罐（6）通过瓦斯进气管道（5）与混合气发生器（10）连接，混合气发生器（10）连接有补水用的注水泵（11），注热系统包括混合气发生器（10）的出口连接的混合气保温管（12），混合气保温管（12）输出的混合气体通过混合气保温管（12）连接有增压泵（15），增压泵（15）通过注热管（16）将混合气体通过预设在注热钻孔（18）中的多根注热管（16）注入煤层；所述的混合气发生器（10）包括燃烧装置以及通过注水泵（11）自动补水的蒸汽产生装置，其中燃烧装置设置在蒸汽产生装置内，其中燃烧装置包括燃烧腔体，所述燃烧腔为蛇形结构，蛇形结构上设有散热结构，蛇形结构的燃烧腔起始端位于蛇形结构底部的一端，燃烧腔的尾部设置在位于蛇形结构上方的一端，其中燃烧腔起始端上设有将抽采的瓦斯进行混合喷射燃烧的燃烧喷嘴，燃烧喷嘴端部设置在燃烧腔起始端，尾部设有甲烷进气接头和压缩空气进气接头，甲烷进气接头与稳压罐（6）连接，压缩空气进气接头与压缩空气管道（8）连接，燃烧喷嘴内设有点火器（10-7），燃烧腔的尾部通过尾气排放管与设置在蒸汽产生装置上的蒸汽输出管通过混合器（10-2）混合后向混合气保温管输出混合器。

2.根据权利要求1所述煤矿井下瓦斯燃烧后注热煤层强化抽采的闭环系统，其特征在于：燃烧装置的蛇形燃烧腔具体为S形结构，S形结构底部左侧为起始部分，起始部分的燃烧腔上间隔设有多个散热鳍片以扩大燃烧的散热效率，从而对设置在燃烧装置外侧的蒸汽产生装置中的水进行加热，同时降低燃烧燃烧气体的温度，之后燃烧产生的尾气通过多根水平设置的回程管连接有烟箱（10-9），烟箱（10-9）另一端同样通过多根水平设置的回程管连接另一烟箱，另一个烟箱通过排气管将降温后的尾气输送到混合器（10-2）中，汽产生装置内的水通过S形结构的燃烧腔迅速加热直至达到蒸汽临界点，通过蒸汽管道将蒸汽输送到混合器（10-2）中与降温后的燃烧尾气进行混合，再通过混合气保温管（12）输出。

3.根据权利要求1所述煤矿井下瓦斯燃烧后注热煤层强化抽采的闭环系统，其特征在于：所述的蒸汽产生装置为带有保温材料的高强度容器，以防止利用燃烧腔加热水过程中出现爆炸或者开裂的情况，所述混合气发生器（10）顶部设有用以辅助注水本（11）补水的液位计（10-6），混合气发生器（10）的下方排水阀（10-4），注水泵（11）通过进水管（10-1）与蒸汽产生装置连接，进水管（10-1）上设有阀门b（10-5）。

4.根据权利要求2所述煤矿井下瓦斯燃烧后注热煤层强化抽采的闭环系统，其特征在于：甲烷进气接头和压缩空气结构上均设有回火防止器（10-3），压缩空气管道（8）上设有阀门以及与瓦斯进气管（5）联合控制的空燃比调节器（9），空燃比调节器（9）和点火器（10-7）分别通过导线连接有控制箱（10-8），利用空燃比调节器（9）自动动态调节瓦斯与压缩空气的比例，并使用控制箱（10-8）控制点火器（10-7）工作。

5.根据权利要求2所述煤矿井下瓦斯燃烧后注热煤层强化抽采的闭环系统，其特征在于：所述稳压罐与燃烧喷嘴之间的瓦斯进气管（5）上分别设有单向阀（7）、球阀和回火防止器（10-3），抽采管支管（1）与瓦斯抽放泵站（4）之间设有阀门a（3），所述混合气保温管（12）上分别设有温度计（13）和负压安全阀（14），负压安全阀（14）用以防止混合气发生器（10）产生的混合气流量不足时，将混合气保温管（12）、混合气发生器（10）等零部件抽瘪。