CN105041368A - 一种煤层深孔注氮防火方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤层深孔注氮防火方法包括煤层内部钻注入孔和排出孔，然后向注入孔内注入氮气，并且在排出孔检测煤层内部的气压。使用本发明提供的煤层深孔注氮防火方法，能够将煤层中存在的瓦斯气体排出，然后通过巷道内设置的通风口将瓦斯气体排出，并且利用氮气对煤层进行保护，阻止了煤层火患的发生。
Description
技术领域
本发明属于煤层防火技术领域，具体涉及一种煤层深孔注氮防火方法。
背景技术
目前煤层中防火使用的是涂抹防火材料，或者使用灭火器等装置，防备火灾的发生。煤层中的压裂使用的是注水压裂，即将水注入到煤层中，促使煤层结构松散，方便煤矿资源的开采，但是在注水的过程中煤层中的瓦斯气体会在压力的水压下溶解在水中、或附着在水雾当中，从而很难从巷道中排出，这样就会形成火灾隐患，当煤矿中温度升高或者其他情况时，会引发火灾，造成巨大的经济损失。
氮气是一种惰性气体，可以用来灭火，并且容易制得。因此将氮气压进煤层中，排出煤层中的瓦斯气体，然后通过巷道的通风口将瓦斯气体排出煤矿，从而实现煤矿防火，并且煤层进行注氮时，煤层也会在氮气压力的作用下，变得松散，方便煤矿的开采。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤层深孔注氮防火方法，解决了现有技术中存在的煤层坍塌之后煤层内部存在的瓦斯气体释放出来，给煤矿造成火灾隐患的问题，利用氮气对煤层进行保护，阻止了煤层的火患的发生。
本发明所采用的技术方案是，一种煤层深孔注氮防火方法，包括以下步骤：
步骤1，在煤层中钻孔，得到注入孔，然后在注入孔的周围相对应的钻孔，得到至少2个排出孔；钻孔的深度为12-24m，孔径为32-50mm，且孔与竖直面的夹角为26-42°，注入孔和其周围的排出孔之间的距离为5-10m；
步骤2，向步骤1中所述的注入孔中注入氮气；注入氮气的压力为0.05-0.4MPa，注入氮气时的温度为5-10℃；
步骤3，测量注入孔的排出孔的压力为0.003-0.01MPa之间时，停止注氮，即完成了煤层深孔注氮防火工艺。
本发明的特点还在于，
其中步骤1中的注入孔为至少两个或者两个以上，且相邻的两个注入孔之间的距离为15-30m。
其中步骤1中的注入孔和排出孔内设置有封孔管，封孔管插入注入孔或排出孔内部，用于传输氮气。
其中注入孔外设置有检测氮气气压的压力表，控制氮气输送的控制阀。
本发明的有益效果是，通过在煤层内部打孔，然后向煤层内部通入惰性气体氮气，氮气将煤层内部存在的瓦斯气体逼出到煤矿巷道内，然后通过巷道的通风口将瓦斯气体排出。这样做能够将煤层内部存在的瓦斯气体排出煤矿内部，并且因为使用的是氮气进行压裂，因为氮气是惰性气体，且能够用于灭火，因此能够减少煤矿的火灾问题，并且阻止煤层火患的发生。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明提供了一种煤层深孔注氮防火方法，包括以下步骤：
步骤1，在煤层中先钻至少两个的注入孔，相邻两个注入孔之间的距离为15-30m，在一个注入孔的周围钻至少两个排出孔，排出孔与注入孔之间的距离为5-10m，且相邻两个排出孔之间的距离不小于10m；注入孔和排出孔的深度为12-24m，孔径为32-50mm，并且注入孔或排出孔与竖直面的夹角为26-42°。
步骤2，向步骤1中钻的注入孔中注入氮气，注入氮气的压力为0.05-0.4MPa，注入氮气的温度为5-10℃。
步骤3，检测到排出孔处的气压为0.003-0.01MPa之间时，停止注氮，此时即完成了煤层深孔注氮防火工艺。
使用本发明一种煤层深孔注氮防火方法，能够使氮气充满整个煤层，并且氮气能够将煤层内部的瓦斯气体逼出来，瓦斯气体进入到煤矿的巷道内，然后通过巷道的通风口排出，减少了煤矿火患的发生，并且氮气具有灭火的功能。当煤层内充满氮气时，煤层的结构会因为内部气体压力的作用变得脆弱，能够方便综掘机进行采煤等作业。
本发明一种煤层深孔注氮防火方法的具体实施例如下：
实施例一
在煤层的中间位置钻一个注入孔a，注入孔a的两侧相距15m的位置再分别钻注入孔b和注入孔c，其中注入孔a、注入孔b、注入孔c的钻孔深度为24m，且钻孔孔径为50mm，注入孔与竖直面的夹角为26°，并且在三个注入孔的内部安装封孔管，封孔管安装在注入孔的边缘侧，有利于氮气向煤层更深处扩散，封孔管的长度为1m；三个注入孔外连接压力表和控制阀门，并且接通氮气总管，氮气总管向注入孔中注入氮气，控制阀门控制注入开关，压力表检测注入氮气的压力和温度，注入氮气的压力控制为0.05MPa，温度控制为10℃；在注入孔a、注入孔b、注入孔c的周围分别钻至少两个排出孔，且排出孔距离相应的注入孔的长度为30m，同一个注入孔的排出孔之间的距离为10m；且排出孔的钻孔深度为12m，钻孔的孔径为32mm，排出孔与竖直面的夹角为26°。
使用氮气总管向3个注入孔内注入氮气，然后使用压力表测量所有排出孔处的压力，当所有排出孔的压力为0.003MPa时，停止注氮。此时即完成了煤层的深孔注氮防火工序。
实施例二
在煤层的中间位置钻一个注入孔a，注入孔a的两侧相距30m的位置再分别钻注入孔b和注入孔c，其中注入孔a、注入孔b、注入孔c的钻孔深度为24m，且钻孔孔径为50mm，注入孔与竖直面的夹角为42°，并且在三个注入孔的内部安装封孔管，封孔管安装在注入孔的边缘侧，有利于氮气向煤层更深处扩散，封孔管的长度为5m；三个注入孔外连接压力表和控制阀门，并且接通氮气总管，氮气总管向注入孔中注入氮气，控制阀门控制注入开关，压力表检测注入氮气的压力和温度，注入氮气的压力控制为0.4MPa，温度控制为5℃；在注入孔a、注入孔b、注入孔c的周围分别钻至少两个排出孔，且排出孔距离相应的注入孔的长度为15m，同一个注入孔的排出孔之间的距离为12m；且排出孔的钻孔深度为24m，钻孔的孔径为50mm，排出孔与竖直面的夹角为42°。
使用氮气总管向3个注入孔内注入氮气，然后使用压力表测量所有排出孔处的压力，当所有排出孔的压力为0.01MPa时，停止注氮。此时即完成了煤层的深孔注氮防火工序。
实施例三
在煤层的中间位置钻一个注入孔a，注入孔a的两侧相距20m的位置再分别钻注入孔b和注入孔c，其中注入孔a、注入孔b、注入孔c的钻孔深度为20m，且钻孔孔径为40mm，注入孔与竖直面的夹角为30°，并且在三个注入孔的内部安装封孔管，封孔管安装在注入孔的边缘侧，有利于氮气向煤层更深处扩散，封孔管的长度为8m；三个注入孔外连接压力表和控制阀门，并且接通氮气总管，氮气总管向注入孔中注入氮气，控制阀门控制注入开关，压力表检测注入氮气的压力和温度，注入氮气的压力控制为0.2MPa，温度控制为7℃；在注入孔a、注入孔b、注入孔c的周围分别钻至少两个排出孔，且排出孔距离相应的注入孔的长度为20m，同一个注入孔的排出孔之间的距离为15m；且排出孔的钻孔深度为20m，钻孔的孔径为42mm，排出孔与竖直面的夹角为33°。
使用氮气总管向3个注入孔内注入氮气，然后使用压力表测量所有排出孔处的压力，当所有排出孔的压力为0.006MPa时，停止注氮。此时即完成了煤层的深孔注氮防火工序。
实施例四
在煤层的中间位置钻一个注入孔a，注入孔a的两侧相距26m的位置再分别钻注入孔b和注入孔c，其中注入孔a、注入孔b、注入孔c的钻孔深度为23m，且钻孔孔径为45mm，注入孔与竖直面的夹角为34°，并且在三个注入孔的内部安装封孔管，封孔管安装在注入孔的边缘侧，有利于氮气向煤层更深处扩散，封孔管的长度为5m；三个注入孔外连接压力表和控制阀门，并且接通氮气总管，氮气总管向注入孔中注入氮气，控制阀门控制注入开关，压力表检测注入氮气的压力和温度，注入氮气的压力控制为0.35MPa，温度控制为6℃；在注入孔a、注入孔b、注入孔c的周围分别钻至少两个排出孔，且排出孔距离相应的注入孔的长度为22m，同一个注入孔的排出孔之间的距离为11m；且排出孔的钻孔深度为18m，钻孔的孔径为40mm，排出孔与竖直面的夹角为29°。
使用氮气总管向3个注入孔内注入氮气，然后使用压力表测量所有排出孔处的压力，当所有排出孔的压力为0.008MPa时，停止注氮。此时即完成了煤层的深孔注氮防火工序。
Claims (4)
1.一种煤层深孔注氮防火方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，在煤层中钻孔，得到注入孔，然后在注入孔的周围相对应的钻孔，得到至少2个排出孔；钻孔的深度为12-24m，孔径为32-50mm，且孔与竖直面的夹角为26-42°，注入孔和其周围的排出孔之间的距离为5-10m；
步骤2，向步骤1中所述的注入孔中注入氮气；注入氮气的压力为0.05-0.4MPa，注入氮气时的温度为5-10℃；
步骤3，测量注入孔的排出孔的压力为0.003-0.01MPa之间时，停止注氮，即完成了煤层深孔注氮防火工艺。
2.根据权利要求1所述的一种煤层深孔注氮防火方法，其特征在于，所述步骤1中的注入孔为至少两个或者两个以上，且相邻的两个注入孔之间的距离为15-30m。
3.根据权利要求1-2所述的任意一种煤层深孔注氮防火方法，其特征在于，所述步骤1中的注入孔和排出孔内设置有封孔管，封孔管插入注入孔或排出孔内部，用于传输氮气。
4.根据权利要求1-3所述的任意一种煤层深孔注氮防火方法，其特征在于，所述注入孔外设置有检测氮气气压的压力表，控制氮气输送的控制阀。
Priority Applications (1)
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| CN201510408087.0A CN105041368A (zh) | 2015-07-13 | 2015-07-13 | 一种煤层深孔注氮防火方法 |
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