一种在一定温度和压力条件下氮气增加煤体透气性的系统，属于增加煤体透气性的系统。制氮机通过管路连接气源罐，管路上依次设有第一控制阀和第一逆止阀；气源罐位于增温设备水中，气源罐出气口通过管路依次连接第一智能球阀、第二逆止阀、气动增压机、第三智能球阀、压力传感器和第二控制阀；控制器通过数据线与温度传感器、第一智能球阀、第二智能球阀、第三智能球阀和压力传感器连接。气源罐对氮气进行存储，增温设备对氮气的增温，增温过程中产生的水蒸气驱动气动增压机对惰性气体进行增压；在控制器对智能球阀的控制下，氮气进入钻孔进行压裂、增透。操作简单，安全可靠，实现增温、增压一体化，增透效果好，提高了瓦斯抽采量和抽采效率。
1.一种在一定温度和压力条件下氮气增加煤体透气性的系统，其特征是：该增加煤体透气性的系统，包括：制氮机、第一控制阀、第一逆止阀、压力表、泄压阀、气源罐、温度传感器、增温设备、第一智能球阀、第二逆止阀、控制器、气动增压机、第二智能球阀、第三智能球阀、压力传感器和第二控制阀；制氮机通过管路连接气源罐，管路上依次设有第一控制阀和第一逆止阀；所述气源罐位于增温设备的水中，气源罐出气口通过管路依次连接第一智能球阀、第二逆止阀、气动增压机、第三智能球阀、压力传感器和第二控制阀；所述控制器通过数据线与温度传感器、第一智能球阀、第二智能球阀、第三智能球阀和压力传感器连接；
所述增温设备加热氮气后温度控制在50℃～100℃；
所述气动增压机增压后氮气压力控制在1.6MPa～5.0Mpa；
所述气源罐内部设有温度传感器，且压力表和泄压阀通过管路连接在气源罐上；
所述增温设备由水、加热层、保温层和密封盖组成，密封盖设有出气口；
所述气动增压机进气口设有第二智能球阀，并通过管路与增温设备出气口相连；
采用在一定温度和压力条件下氮气增加煤体透气性系统的方法为：打开制氮机和第一控制阀，制出的氮气通过第一逆止阀进入气源罐，当与气源罐相连的压力表示数到达
0.5MPa，关闭制氮机和第一控制阀，第一逆止阀自动防止气源罐内氮气回流；增温设备内加入足量的水，为驱动气动增压机提供充足的水蒸气；对增温设备内的水进行加热，当压力表的示数超过1.0MPa时，泄压阀自动打开进行泄压；
增温过程中打开第二控制阀；当温度传感器测试的氮气到达100℃时，温度传感器通过数据线把信号传递给控制器，控制器延迟10min通过数据线把信号反馈给第一智能球阀、第二智能球阀和第三智能球阀，第一智能球阀、第二智能球阀和第三智能球阀打开；第一智能球阀打开后，氮气通过管路达到气动增压机进行增压；第二智能球阀打开后，在增温设备产生的水蒸气作用下，气动增压机开始工作，增压后的氮气压力为5MPa，氮气通过已经打开的第三智能球阀和第二控制阀进入钻孔，蓄压、压裂、造缝，持续稳定的压力足以压开煤体小尺度裂隙，能促使煤体中原始闭合裂隙展开、张开裂隙进一步扩展；另外，煤体中
90％的吸附瓦斯吸收氮气的能量，加快瓦斯脱离煤体速度，使煤体中难以解吸的瓦斯转化为游离瓦斯；增透介质为气体，增透结束后气体会通过裂隙通道排出煤体，不会堵塞瓦斯流动通道，便于瓦斯被大流量、快速抽采；
在增透过程中，当压力表显示的示数小于0.1MPa时，打开制氮机和第一控制阀继续向气源罐内充入氮气,确保气源罐内氮气充足；第二逆止阀有效避免气源罐内压力不足时氮气回流的情况；当压力传感器测试的压力到达5MPa，压力传感器通过数据线把信号传递给控制器，控制器通过数据线把信号反馈给第一智能球阀、第二智能球阀和第三智能球阀，第一智能球阀、第二智能球阀和第三智能球阀关闭，然后关闭第二控制阀，维持钻孔内的一定温度和压力条件下氮气的压力，增透结束。
一种在一定温度和压力条件下氮气增加煤体透气性的系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种增加煤体透气性的系统，特别是一种在一定温度和压力条件下氮气增加煤体透气性的系统。
背景技术
[0002] 我国煤层的构造复杂，渗透率普遍较低，许多高瓦斯煤层均属于低透气性煤层。同时随着煤矿开采深度的逐步加大，应力的增高，进一步降低了煤层的透气性。在透气性差的矿井进行未卸压煤层瓦斯预抽效果往往都不理想，增加煤体透气性显得尤为重要。目前，我国增加煤体透气性过程中主要采用水力化措施，如水力压裂、水力切割。采用水力化增透措施，煤体被水浸泡后易泥化，堵塞瓦斯流动通道，受水表面张力限制，增透范围有限；采用水力化增透措施时，煤体起裂压力要求25 MPa，在高压水作用下极易诱导煤与瓦斯突出，给煤矿高效生产带来严重的安全隐患。
[0003] 中国专利，专利号CN201010180354.0公开了一种井下注热抽采煤层瓦斯的方法， 采用向煤层中注入80℃～300℃的高温蒸汽或过热水加热煤层，虽然加快了煤层中瓦斯的解吸，但是注入高温蒸汽或过热水时存在烫伤的安全隐患；注热抽采煤层瓦斯方法也属于水力化措施，同样存在煤体被水浸泡泥化、堵塞瓦斯流动通道的问题，瓦斯抽采增加量有限。
发明内容
[0004] 本发明的目的是要提供一种操作简单、安全可靠、增透效果好的温压惰性气体增加煤体透气性的系统。
[0005] 本发明的目的是这样实现的：一种在一定温度和压力条件下氮气增加煤体透气性的系统，包括：制氮机、第一控制阀、第一逆止阀、压力表、泄压阀、气源罐、温度传感器、增温设备、第一智能球阀、第二逆止阀、控制器、气动增压机、第二智能球阀、第三智能球阀、压力传感器和第二控制阀。
[0006] 所述制氮机通过管路连接气源罐，管路上依次设有第一控制阀和第一逆止阀；所述气源罐位于增温设备的水中，气源罐出气口通过管路依次连接第一智能球阀、第二逆止阀、气动增压机、第三智能球阀、压力传感器和第二控制阀；所述控制器通过数据线与温度传感器、第一智能球阀、第二智能球阀、第三智能球阀和压力传感器连接。
[0007] 所述气源罐内部设有温度传感器，且压力表和泄压阀通过管路连接在气源罐上；所述增温设备由水、加热层、保温层和密封盖组成，密封盖设有出气口；所述气动增压机进气口设有第二智能球阀，并通过管路与增温设备出气口相连；所述增温设备加热惰性气体后温度控制在50℃～100℃；所述气动增压机增压后惰性气体压力控制在1.6MPa～
5.0MPa。
[0008] 有益效果：由于采用了上述方案，利用煤矿井下制氮机制取氮气，利用气源罐进行存储氮气，且气源罐位于增温设备水中，惰性气体加热均匀、便于控制；增温设备的加热层位于保温层内部，不与外界接触、安全可靠防爆；保温层防止增温过程中出现烫伤，减少热量传递；密封盖能使增温设备形成密闭空间，便于加热过程产生水蒸气蓄压，为气动增压机提供动力，实现增温、增压一体化；压力表能够清楚的表明气源罐内惰性气体压力；气源罐设有泄压阀，能避免加热过程中气源罐内压力过大发生危险；逆止阀能避免惰性气体回流，确保系统安全；控制器接收温度传感器和压力传感器的信号，并反馈给控制球阀，从而控制智能球阀的开关，实现对惰性气体温度和压力的控制；操作简单、安全可靠、增透效果好，达到了本发明的目的。
[0009] 优点：该系统操作简单，安全可靠，实现增温、增压一体化，增透效果好，大幅度提高了瓦斯抽采量和抽采效率，具有广泛的实用性。
附图说明
[0010] 附图是本发明一种在一定温度和压力条件下氮气增加煤体透气性的系统的示意图。
[0011] 图中：1、制氮机；2、第一控制阀；3、第一逆止阀；4、压力表；5、泄压阀；6、气源罐；7、温度传感器；8、增温设备；8-1、水；8-2、加热层；8-3、保温层；8-4、密封盖；8-5、出气口；
9、第一智能球阀；10、第二逆止阀；11、控制器；12、气动增压机；13、第二智能球阀；14、第三智能球阀；15、压力传感器；16、第二控制阀；17、钻孔；18、煤体。
具体实施方式
[0012] 下面结合附图对本发明的实施例作进一步的描述：
[0013] 实施例1：一种在一定温度和压力条件下氮气增加煤体透气性的系统，包括：制氮机1、第一控制阀2、第一逆止阀3、压力表4、泄压阀5、气源罐6、温度传感器7、增温设备8、第一智能球阀9、第二逆止阀10、控制器11、气动增压机12、第二智能球阀13、第三智能球阀14、压力传感器15和第二控制阀16。
[0014] 制氮机1通过管路连接气源罐6，管路上依次设有第一控制阀2和第一逆止阀3；所述气源罐6位于增温设备8的水中，气源罐6出气口通过管路依次连接第一智能球阀9、第二逆止阀10、气动增压机12、第三智能球阀14、压力传感器15和第二控制阀16；所述控制器11通过数据线与温度传感器7、第一智能球阀9、第二智能球阀13、第三智能球阀14和压力传感器15连接。
[0015] 所述气源罐6内部设有温度传感器7，且压力表4和泄压阀5通过管路连接在气源罐6上；所述增温设备8由水8-1、加热层8-2、保温层8-3和密封盖8-4组成，密封盖8-4设有出气口8-5；所述气动增压机12进气口设有第二智能球阀13，并通过管路与增温设备8出气口8-5相连；所述增温设备8加热惰性气体后温度控制在50℃～100℃；所述气动增压机12增压后惰性气体压力控制在1.6MPa～5.0MPa。
[0016] 工作原理：打开制氮机1和第一控制阀2，制出的氮气通过第一逆止阀3进入气源罐6，当与气源罐6相连的压力表4示数到达0.5MPa，关闭制氮机1和第一控制阀2，第一逆止阀3自动防止气源罐6内氮气回流。增温设备8内加入足量的水8-1，为驱动气动增压机提供充足的水蒸气；对增温设备8内的水8-1进行加热，当压力表4的示数超过1.0MPa时，泄压阀5自动打开进行泄压。
[0017] 增温过程中打开第二控制阀16。当温度传感器7测试的惰性气体到达100℃时，温度传感器7通过数据线把信号传递给控制器11，控制器11延迟10min通过数据线把信号反馈给第一智能球阀9、第二智能球阀13和第三智能球阀14，第一智能球阀9、第二智能球阀13和第三智能球阀14打开；第一智能球阀9打开后，惰性气体通过管路达到气动增压机12进行增压；第二智能球阀13打开后，在增温设备8产生的水蒸气作用下，气动增压机12开始工作，增压后的惰性气体压力为5MPa，惰性气体通过已经打开的第三智能球阀14和第二控制阀16进入钻孔17，蓄压、压裂、造缝，体持续稳定的压力足以压开煤体18小尺度裂隙，能促使煤体18中原始闭合裂隙展开、张开裂隙进一步扩展；另外，煤体18中90％的吸附瓦斯吸收惰性气体的能量，加快瓦斯脱离煤体18速度，使煤体18中难以解吸的瓦斯转化为游离瓦斯；增透介质为气体，增透结束后气体会通过裂隙通道排出煤体18，不会堵塞瓦斯流动通道，便于瓦斯被大流量、快速抽采。
[0018] 在增透过程中，当压力表4显示的示数小于0.1MPa时，打开制氮机1和第一控制阀2继续向气源罐6内充入氮气,确保气源罐6内惰性气体充足；第二逆止阀10有效避免气源罐5内压力不足时氮气回流的情况；当压力传感器15测试的压力到达5MPa，压力传感器15通过数据线把信号传递给控制器11，控制器11通过数据线把信号反馈给第一智能球阀9、第二智能球阀13和第三智能球阀14，第一智能球阀9、第二智能球阀13和第三智能球阀14 关闭，然后关闭第二控制阀16，维持钻孔17内的温压惰性气体的压力，增透结束。
