[发明专利]弱冲击特厚煤层卸压装置及卸压方法

说明书

本发明涉及一种弱冲击特厚煤层卸压装置及卸压方法，属于煤层泄压增透技术领域，包括上下设置的第一圆板和第二圆板，第一圆板和第二圆板通过连接管相连，连接管中间位置沿连接管周向设置多个圆孔，且连接管中间外侧沿连接管周向套接有水囊，水囊外侧中间固定有弹力圈，水囊上下两端的连接管外壁分别呈环形阵列固定有多个套杆，水囊的外侧呈环形阵列分布与套杆数量相当的弧形板，弧形板内侧中间的上下两端分别固定有内杆，内杆远离弧形板的一端与套杆插接，弧形板内侧中间开设有与弹力圈相设配的弧形贯通口，弧形板外侧沿弧形板周向固定有橡胶头；弧形板对水囊起保护作用，裂液通过连接管进入水囊，弧形板向外移动挤压煤层，对煤层压裂进行泄压。

技术领域

本发明属于煤层泄压增透技术领域，涉及一种弱冲击特厚煤层卸压装置及卸压方法。

背景技术

随着煤矿采深的不断增加，矿井中的瓦斯以高应力、高瓦斯压力和低渗透率的特征赋存于煤层之中，伴随而生的以煤与瓦斯突出为代表的煤岩动力灾害问题日益突出，其严重影响着我国煤炭的正常开采，进而影响我国的各项工业产业及民生保障，故而需要强化原有的煤层卸压增透及瓦斯抽采技术。

常用的煤层卸压增透技术主要有深孔爆破、高能气体压裂、水力压裂、水力冲孔等，这些措施均通过释放煤层应力、增加煤层裂隙达到改善煤层透气性强化瓦斯抽采的目的。由于煤矿现场技术条件、环境因素的限制，以水力压裂为代表的水力化措施在井下广泛使用；该技术主要通过高压泵组向煤层中持续注入以水为溶剂的高粘度压裂液，当注入压力高于储层的破裂压力时，煤层会被压开并产生裂隙；持续注入压裂液及支撑剂，使煤层中的裂隙得到支持并不断扩展，压裂结束后会在煤层中形成多条瓦斯运移通道，瓦斯抽采量显著提升，达到煤层卸压强化瓦斯抽采的目的。

现有的煤层泄压装置采用压裂的方式进行泄压，但是水囊内充入压裂液撑大水囊压迫煤层使得煤层出现裂缝的方式，水囊的强度不够，压裂效果不理想，并且水囊在进入和取出煤层的过程中容易被煤层内的物体划破，直接影响泄压工作。

发明内容

有鉴于此，本发明为了解决现有的压裂装置水囊的强度不够，压裂效果差，水囊在进入和取出煤层的过程中容易被煤层内的物体划破，影响泄压工作的问题，提供一种弱冲击特厚煤层卸压装置及卸压方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

弱冲击特厚煤层卸压装置，包括上下平行设置的第一圆板和第二圆板，第一圆板和第二圆板通过连接管相连，且连接管的上下两端分别位于第一圆板和第二圆板的中心，连接管中间位置沿连接管周向设置多个圆孔，且连接管中间外侧沿连接管周向套接有水囊，水囊外侧中间固定有弹力圈，水囊上下两端的连接管外壁分别呈环形阵列固定有多个套杆，水囊的外侧呈环形阵列分布与套杆数量相当的弧形板，弧形板内侧中间的上下两端分别固定有内杆，内杆远离弧形板的一端与套杆插接，弧形板内侧中间固定有弧形块，弧形块上开设有与弹力圈相设配的弧形贯通口，弧形板外侧沿弧形板周向固定有橡胶头。

本基础方案的有益效果在于：水囊外侧设置弧形板，对水囊起保护作用，水囊在进入和取出煤层的过程中不易被划破；压裂液通过连接管的圆孔进入水囊，弹力圈随水囊撑开，进而弧形板被撑开，弧形板向外移动挤压煤层，橡胶头插进煤层中，方便对煤层压裂进行泄压。

进一步，水囊上下两端的开口处分别固定有定位环，定位环分别套装在连接管上。有益效果：通过定位环，将水囊套装在连接管外侧，便于压裂液从连接管流入水囊中。

进一步，圆孔上下分布为四组，每组圆孔在连接管外侧呈环形陈列分别有六个，圆孔贯通连接管的外壁与连接管内腔连通。有益效果：便于压裂液通过连接管流出。

进一步，圆孔全部位于两个定位环之间，定位环的内圈壁分别与连接管的外壁固定，两个定位环与连接管的连接处做密封处理，水囊将全部圆孔包裹。有益效果：通过密封处理以及水囊将全部圆孔包裹，从圆孔流出的压裂液完全流入水囊中，防止压裂液向外部扩散。