CN102061919B - 一种煤层巷道煤气共采掘进方法 - Google Patents

一种煤层巷道煤气共采掘进方法 Download PDF

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Abstract

一种煤层巷道煤气共采掘进方法,通过封闭巷道的端口,形成封闭空间,使得巷道外侧空气不会进入该空间,确保巷道内部瓦斯浓度在20%以上,氧气浓度低于12%,瓦斯失去***能力。并连接抽放管路抽放工作空间内释放的高浓度瓦斯。为防止煤与瓦斯突出在巷道内形成高压力,在巷道开口端挖掘一条圆弧形卸压巷道,卸除突出时产生的高压瓦斯。在巷道内部设置空气调节***,确保巷道内环境适宜,工人在作好安全防护的情况下在封闭空间内作业。该种巷道掘进技术从根本上解决了瓦斯***问题,同时也消除了火灾危险,消除了呼吸性粉尘对人体的损害,同时由于巷道内没有***危险性,对设备没有防爆要求,是一种极具推广价值的巷道掘进方法。

Description

一种煤层巷道煤气共采掘进方法
技术领域
本发明涉及一种煤层巷道掘进方法,尤其是赋存均匀,无大断层的封闭良好的煤层,在煤层巷道内形成一个充满瓦斯气体的空间,使氧气浓度低于12%,瓦斯浓度高于20%而失去***危险的情况下,做好安全防护后,进入巷道内实施煤层巷道煤气共采的掘进方法。
背景技术
在掘进煤层巷道时,容易造成瓦斯超限,在突出危险煤层内实施巷道掘进作业,容易导致煤与瓦斯突出,突出的大量瓦斯一旦***,将给矿井带来严重损害,造成群死群伤恶性事故。目前国内的,群死群伤事故基本上都发生在瓦斯***事故中。传统的防治瓦斯***技术,虽然能起到一定的防治作用,但是由于瓦斯的连续涌出和通风不稳定性,加之偶尔发生的瓦斯喷出或煤与瓦斯突出,都使得瓦斯浓度很可能处在***界限之内,在遇到明火等之后而发生瓦斯***。现在的防治瓦斯***方法没有从根本上阻止瓦斯***。
我国的煤层瓦斯储量达到35万亿m3,但是利用率却一直很低,大部分瓦斯由于浓度太低,而被直接排放到大气中,瓦斯是一种温室气体,直接排入大气将导致气候变暖,破坏生态环境。同时,瓦斯也是一种清洁能源,其热值约是氢气的3倍,而我国是一个能源紧缺型国家,如何提高瓦斯的利用率是当务之急的事情,瓦斯的充分利用可以成为国民经济的一个增长点。
发明内容
本发明的目的是针对已有技术存在的问题,提供一种煤层巷道煤气共采掘进方法,通过密闭煤层巷道的端口,使得巷道内充满高浓度瓦斯气体,在瓦斯失去***危险性的情况下,直接抽出加以利用,同时在高浓度瓦斯气体的巷道内实施掘进。
本发明的煤层巷道煤气共采掘进方法:
a、在上山巷道掘进完成之后,从上山巷道向煤层内依次掘进运输巷道和煤层巷道;
b、在煤层巷道内部施工一空气调节洞室,并在空气调节洞室内依次安设局部通风机、通风管道15、空调和除尘设备;
c、在运输巷道入口处间隔安设两道密闭门;
d、在运输巷道内部安设通向煤层巷道的瓦斯抽放管路,瓦斯抽放管路穿过两道密闭门,实施瓦斯抽放,使密闭空间内的气压约为一个大气压;
e、在两道密闭门之间的注氮室内充入氮气,氮气的压力高于外界气压5~200Pa;
f、向煤层巷道内部注入氮气,并通过瓦斯抽放管路抽放其中的气体,直到巷道内部氧气浓度低于12%;
g、开启通风机、空调和除尘设备制造循环风,以降低封闭空间内的温度和粉尘浓度;
h、工人在做好安全防护的条件下,进入封闭空间内实施采掘作业;
i、实时监测回采过程中封闭空间内的瓦斯和氧气浓度,在保证瓦斯浓度高于20%,氧气浓度低于12%的条件下实现煤气共采。
所述密闭门的承载能力不低于1MPa。
当确定煤层有突出危险时,在上山巷道掘进完成之后,再掘进一条回风巷道,从回风巷道掘进与煤层巷道相连接的弧形卸压巷道;在卸压巷道内设置安全密闭门,确保不会有瓦斯气体从封闭空间内逸散;卸压巷道内的安全密闭门为一道或两道,当有两道安全密闭门时,在之间的注氮室内充入氮气,使得氮气的压力高于外界气压5~200Pa;所述的安全密闭门的承载能力为0.05~0.2MPa;在回风巷道内与弧形卸压巷道交界处进风侧设置采区密闭门。
有益效果:通过密闭煤层巷道,在煤层巷道内形成一个封闭空间,使得瓦斯浓度远远超过20%而失去***危险,能有效起到矿井防止瓦斯***的作用,避免由于瓦斯***造成的群死群伤的恶性事件发生。由于封闭空间内部瓦斯浓度的升高,使得氧气浓度降低,能够抑制煤炭自燃,抑制矿井火灾的发生,避免因为矿井火灾而产生有毒有害气体,对人造成危害。同时矿井中使用的各种材料腐蚀减缓,使得各种材料的使用寿命延长。由于瓦斯不在***浓度范围之内,使得封闭空间内的电器设备无需防爆,地面能够使用的所有电器设备在密闭范围之内都能够使用。施工人员在做好安全防护的条件下,进入巷道内实施作业。巷道内部高浓度的甲烷直接抽出可以加以利用,避免甲烷排放而造成能源损失和生态环境的破坏。
附图说明
图1突出危险煤层煤气共采巷道掘进布置图
图2非突出危险煤层煤气共采巷道掘进布置图
图3空气调节洞室11局部放大图
图中:1-密闭门;2-安全密闭门;3-注氮室;4-采区密闭门;5-上山巷道;6-专用回风巷;7-煤层巷道;8-煤层;9-运输巷道;10-卸压巷道;11-空气调节洞室;12-通风机;13-空调;14-除尘设备;15-通风管道。
具体实施方式
实施例一、图1图3图4图5所示,当煤层经突出危险性鉴定无突出危险时,煤层巷道煤气共采掘进方法步骤如下:
a、图1所示,在上山巷道5掘进完成之后,从上山巷道5向煤层8内掘进煤层巷道7;
b、在煤层巷道7内部施工一空气调节洞室11,并在空气调节洞室11内依次安设局部通风机12、通风管道15、空调13和除尘设备14;
c、在煤层巷道7入口处间隔安设两道能通行矿车和行人的密闭门1,使采煤区形成一密闭空间,两道密闭门1的承载能力要求不低于1MPa。
d、在煤层巷道7内部铺设瓦斯抽放管路,瓦斯抽放管路穿过两道密闭门1,抽放巷道7封闭空间内部瓦斯,并通过控制抽放瓦斯的速度来控制密闭空间内的气压约为一个大气压;
e、在两道密闭门1之间的注氮室3内充入氮气,氮气的压力高于外界气压5~200Pa,避免通行矿车或行人时瓦斯气体进入注氮室3。
f、煤层巷道7掘进初期需要向其内部注入氮气,并通过瓦斯抽放管路抽放其中的气体,置换煤层巷道7内部空气,直到煤层巷道7内部氧气浓度低于12%时停止注氮,此时巷道内部失去***危险性;
g、开启通风机12、空调13和除尘设备14,风流经处理后沿通风管道15送至掘进巷道内端头,并从巷道返回,形成循环风,以降低封闭空间内的温度和粉尘浓度。当封闭空间内的温度不大于30℃时可以不开启空调13,当能见度在50m以上时可以不开启除尘设备14,当空调13和除尘设备14都不开启时可以不开启通风机12。
h、工人在做好安全防护的条件下进入封闭空间内实施作业;
i、实时监测回采过程中封闭空间内的瓦斯和氧气浓度,在保证瓦斯浓度高于20%,氧气浓度低于12%的条件下实现煤气共采。
实施例二、图2图3图4图5所示,当煤层经突出危险性鉴定有突出危险时,煤层巷道煤气共采掘进方法步骤如下:
a、在上山巷道5掘进完成之后,再掘进一条回风巷道6,从上山巷道5向煤层8内依次掘进运输巷道9和煤层巷道7,;从回风巷道6掘进与煤层巷道7相连接的弧形卸压巷道10,以减少风流从区段回风平巷14或区段运输平巷7流向弧形卸压巷道10的阻力。在不影响通风和正常使用的情况下,可以在回风巷道6内部,并且在卸压巷道10和回风巷道6交汇处的上风侧安设采区密闭门4,防止在发生突出高压气体可能引起的整个采区风流逆转,采区密闭门4可留设风窗用于调节空气流通。
b、在煤层巷道7内部施工一空气调节洞室11,并在空气调节洞室11内依次安设局部通风机12、通风管道15、空调13和除尘设备14;
c、在运输巷道9内间隔安设两道能通行矿车和行人的密闭门1,使采煤区形成一密闭空间,两道密闭门1的承载能力要求不低于1MPa。在卸压巷道10内设置一道或两道安全密闭门2,当巷道周围岩性比较稳定,只须一道安全密闭门2就能阻止漏气,则可以采用一道安全密闭门2;当巷道周围岩性不稳定,需要安设两道安全密闭门2,安全密闭门2的承载能力为0.05~0.2MPa,确保在遭受冲击的时候安全密闭门2破坏而密闭门1不会破坏。
d、之后铺设瓦斯抽放管路,瓦斯抽放管路穿过两道密闭门1,抽放巷道7封闭空间内部瓦斯,并通过控制抽放瓦斯的速度或负压来控制密闭空间内的气压约为一个大气压;
e、在两道密闭门1之间的注氮室3内充入氮气,使氮气的压力高于外界气压5~200Pa,避免通行矿车或行人时瓦斯气体进入注氮室3,进而向上山巷道5内部泄露;当卸压巷道10内部安设两道安全密闭门2时,也需要向两道安全密闭门2之间的注氮室3内注入氮气,使得氮气压力高于外界大气压5~200Pa。
f、在煤层巷道7掘进初期需要向其内部注入氮气,并通过瓦斯抽放管路抽放其中的气体,置换煤层巷道7内部气体,直到煤层巷道7内部氧气浓度低于12%时停止注氮;
g、开启通风机12、空调13和除尘设备14,风流经处理后沿通风管道15送至掘进巷道内端头,并从巷道返回,形成循环风,以降低封闭空间内的温度和粉尘浓度。当封闭空间内的温度不大于30℃时可以不开启空调13,当能见度在50m以上时可以不开启除尘设备14,当空调13和除尘设备14都不开启时可以不开启通风机12。
h、工人在做好安全防护的条件下进入封闭空间内实施作业;
i、实时监测回采过程中封闭空间内的瓦斯和氧气浓度,在保证瓦斯浓度高于20%,氧气浓度低于12%的条件下实现煤气共采。
由于在封闭空间内部瓦斯浓度高于20%,因此不会发生***,在封闭空间内使用的各种器材无需防爆;同时由于封闭空间内部氧气浓度低于12%,使得各种金属氧化损坏变慢,采空区13内部火灾也得到减缓,所以可以减少在金属防氧化和控制采空区13火灾的投入。

Claims (7)

1.一种煤层巷道煤气共采掘进方法,其特征在于:
a、在上山巷道(5)掘进完成之后,从上山巷道(5)向煤层内依次掘进运输巷道(9)和煤层巷道(7);
b、在煤层巷道(7)内部施工一空气调节洞室(11),并在空气调节洞室(11)内依次安设局部通风机(12)、通风管道(15)、空调(13)和除尘设备(14);
c、在运输巷道(9)入口处间隔安设两道密闭门(1);
d、在运输巷道(9)内部安设通向煤层巷道(7)的瓦斯抽放管路,瓦斯抽放管路穿过两道密闭门(1),实施瓦斯抽放,使密闭空间内的气压约为一个大气压;
e、在两道密闭门(1)之间的注氮室(3)内充入氮气,氮气的压力高于外界气压5~200Pa;
f、向煤层巷道(7)内部注入氮气,并通过瓦斯抽放管路抽放其中的气体,直到巷道内部氧气浓度低于12%;
g、开启局部通风机(12)、空调(13)和除尘设备(14)制造循环风,以降低密闭空间内的温度和粉尘浓度;
h、工人在做好安全防护的条件下,进入密闭空间内实施采掘作业;
i、实时监测回采过程中密闭空间内的瓦斯和氧气浓度,在保证瓦斯浓度高于20%,氧气浓度低于12%的条件下实现煤气共采。
2.根据权利要求1所述的煤层巷道煤气共采掘进方法,其特征在于:所述密闭门(1)的承载能力不低于1MPa。
3.根据权利要求1所述的煤层巷道煤气共采掘进方法,其特征在于:当确定煤层有突出危险时,在上山巷道(5)掘进完成之后,再掘进一条回风巷道(6),从回风巷道(6)掘进与煤层巷道(7)相连接的弧形卸压巷道(10)。
4.根据权利要求3所述的煤层巷道煤气共采掘进方法,其特征在于:在弧形卸压巷道(10)内设置安全密闭门(2),确保不会有瓦斯气体从密闭空间内逸散。
5.根据权利要求3或4所述的煤层巷道煤气共采掘进方法,其特征在于:弧形卸压巷道(10)内的安全密闭门(2)为一道或两道,当有两道安全密闭门(2)时,在之间的注氮室(3)内充入氮气,使得氮气的压力高于外界气压5~200Pa。
6.根据权利要求5所述的煤层巷道煤气共采掘进方法,其特征在于:所述的安全密闭门(2)的承载能力为0.05~0.2MPa。
7.根据权利要求3所述的煤层巷道煤气共采掘进方法,其特征在于:在回风巷道(6)内与弧形卸压巷道(10)交界处进风侧设置采区密闭门(4)。
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