CN106039966B - 煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置及处理方法，包括由采煤机机体顺序机械连接左截割部、左摇臂、左螺旋滚筒，还包括采煤机机体顺序机械连接右截割部、右摇臂、右螺旋滚筒构成的采煤机，特点在于：在采煤机机体上固定有碱液反应箱顺序管连接一号负压泵、左端广口集气罩，同时碱液反应箱还顺序管连接二号负压泵、右端广口集气罩。结合处理方法，滚筒割煤落到刮板输送机的一段短暂时间内，煤体原始结构破坏，硫化氢大量溢出，在还没有与工作面空气充分混合时，利用两个负压泵强力抽吸作用，改变局部风流方向将落煤及浮煤释放的硫化氢气体引入到碱液反应箱里进行中和，防止硫化氢气体向风流当中扩散，造成回风巷超限。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下硫化氢处理装置，特别涉及一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置及处理方法。
背景技术
硫化氢气体是煤矿有毒有害气体之一，但是其存在含量远不如甲烷气体普遍，目前大部分矿井没有出现硫化氢气体或含量很低，所以并不影响矿井的安全生产，因此对硫化氢防治技术的研究深度远不及对甲烷防治技术的研究，但是随着低硫煤炭资源的枯竭及脱硫技术的不断发展，对高硫煤的开采势在必行，我国对硫化氢的防治研究起步较晚，积累的基础理论也很少。
目前主要的防治措施有喷洒碱性溶液、瓦斯抽放系统抽采硫化氢、煤层预注碱液及增加风量等方式。
喷洒碱性溶液用于吸收煤层中的硫化氢，以减少采掘和运输过程中硫化氢的涌出量；同时由于煤矿煤层注水性差，煤层预注碱液很难在落煤前，中和掉煤层中赋存的硫化氢，并且落煤过程中煤块在下落时相互碰撞，破碎后释放的硫化氢也将大量涌出；增加矿井通风是通过增加单位体积内其他气体成分( 如空气) 的含量，以降低硫化氢的浓度；并且矿井通风是治理硫化氢的最后一道防线，但是不能从根本上解决硫化氢大量涌出的问题，而上述硫化氢治理方法一般用于低浓度硫化氢的治理，且实践证明喷洒碱液、加强通风、预注碱液等措施效果不明显，不能解决矿井硫化氢大量涌出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种有效吸收伴随煤矿井下落煤瞬间释放出的硫化氢的处理装置及处理方法。
本发明采用的技术方案是：一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置，包括由采煤机机体顺序机械连接左截割部、左摇臂、左螺旋滚筒，还包括采煤机机体顺序机械连接右截割部、右摇臂、右螺旋滚筒构成的采煤机，特点在于：在采煤机机体上固定有碱液反应箱顺序管连接一号负压泵、左端广口集气罩，同时碱液反应箱还顺序管连接二号负压泵、右端广口集气罩。
其中：碱液反应箱管连接一号负压泵的管由碱液反应箱上盖弯管插入碱液反应箱底部，碱液反应箱还管连接二号负压泵的管由碱液反应箱上盖弯管插入碱液反应箱底部，左端广口集气罩包括设于采煤机机体上左截割部左下方的二号广口集气罩及设于左螺旋滚筒左下方的一号广口集气罩，右端广口集气罩包括设于采煤机机体右截割部右下方的四号广口集气罩及设于右螺旋滚筒右下方的三号广口集气罩，碱液反应箱上盖设有碱液入口、反应箱泄压阀，碱液反应箱底部设有废液泄出阀管。
其中：一号广口集气罩与二号广口集气罩之间，有设于采煤机机体上的一号硫化氢传感器，四号广口集气罩与三号广口集气罩之间，有设于采煤机机体上的二号硫化氢传感器。
其中：由PLC分别连接一号硫化氢传感器、二号硫化氢传感器、一号负压泵、二号负压泵构成控制系统，各广口集气罩带有除尘罩，碱液为碳酸钠溶液。
一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置的处理方法，特点在于：①从碱液入口注入碱液，当碱液液位到达碱液反应箱深度的最高限定位置停止注入碱液，采煤机工作，②当一号硫化氢传感器探测到硫化氢浓度超过上限值时，一号负压泵抽气至碱液反应箱，当二号硫化氢传感器探测到硫化氢浓度超过上限值时，二号负压泵抽气至碱液反应箱，当一号硫化氢传感器探测到硫化氢浓度小于下限值时，一号负压泵抽气停止，当二号硫化氢传感器探测到硫化氢浓度小于下限值时，二号负压泵抽气停止。
其中：碱液为碳酸钠溶液时，碳酸钠溶液与硫化氢气体反应方程式为：H2S+Na2C03=NaHS+NaHC03，同时产生的碳酸氢钠继续与硫化氢反应，方程式为：NaHCO3+H2S=NaHS+H2O+CO2↑，最后生成硫氢化钠、水和二氧化碳气体，硫氢化钠易溶于水中，二氧化碳气体从碱液反应箱的反应箱泄压阀排出。
其中：当硫化氢浓度超过6.6ppm时，停止采煤并继续向碱液反应箱抽入气体，并采取通风措施。
以上煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置的处理方法编程后由PLC实现。
本发明的有益效果在于：滚筒割煤落煤到刮板输送机的一段短暂时间内，煤体原始结构被破坏，硫化氢大量溢出，在还没有与工作面空气充分混合时，利用采煤机机头、机尾装载的两个负压泵强力抽吸作用，改变局部风流方向将落煤及浮煤释放的硫化氢气体引入到碱液反应箱里进行中和，防止硫化氢气体向风流当中扩散，造成回风巷超限。
附图说明
图1是本发明实施例主视示意图；
图2是本发明实施例俯视示意图；
图3是本发明控制系统示意图。
图中1. 采煤机机体，2. 碱液反应箱，11. 左螺旋滚筒，12. 左摇臂，13. 左截割部，14. 右螺旋滚筒，15. 右摇臂，16. 右截割部， 21. 反应箱泄压阀，22. 胶皮管，23. 一号负压泵，26. 弯胶皮管， 27. 碱液入口，28. 二号负压泵，31.不锈钢支架， 33. 废液泄出阀管， 41. 一号广口集气罩，42. 二号广口集气罩，43. 三号广口集气罩，44. 四号广口集气罩，51.一号硫化氢传感器，52. 二号硫化氢传感器，100. PLC。
具体实施方式
第一实施例
参见图1、图2，一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置，包括由采煤机机体1顺序机械连接左截割部13、左摇臂12、左螺旋滚筒11，还包括采煤机机体1顺序机械连接右截割部16、右摇臂15、右螺旋滚筒14构成的采煤机，特点在于：在采煤机机体1上固定有碱液反应箱2顺序胶皮管22连接一号负压泵23、左端广口集气罩，同时碱液反应箱2还顺序胶皮管连接二号负压泵28、右端广口集气罩。
第二实施例
参见图1、图2，一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置，包括由采煤机机体1顺序机械连接左截割部13、左摇臂12、左螺旋滚筒11，还包括采煤机机体1顺序机械连接右截割部16、右摇臂15、右螺旋滚筒14构成的采煤机，特点在于：在采煤机机体1上固定有碱液反应箱2顺序胶皮管22连接一号负压泵23、左端广口集气罩，同时碱液反应箱2还顺序胶皮管连接二号负压泵28、右端广口集气罩。
其中：碱液反应箱2胶皮管22连接一号负压泵23的胶皮管由碱液反应箱2上盖弯胶皮管26插入碱液反应箱2底部，碱液反应箱2还胶皮管连接二号负压泵28的胶皮管由碱液反应箱2上盖弯胶皮管插入碱液反应箱2底部，左端广口集气罩包括设于采煤机机体1上左截割部13左下方的二号广口集气罩42及用不锈钢支架31设于左螺旋滚筒11左下方的一号广口集气罩41，右端广口集气罩包括设于采煤机机体1右截割部16右下方的四号广口集气罩44及设于右螺旋滚筒14右下方的三号广口集气罩43，碱液反应箱2上盖设有碱液入口27、反应箱泄压阀21，碱液反应箱2底部设有废液泄出阀管33。
第三实施例
参见图1、图2，一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置，包括由采煤机机体1顺序机械连接左截割部13、左摇臂12、左螺旋滚筒11，还包括采煤机机体1顺序机械连接右截割部16、右摇臂15、右螺旋滚筒14构成的采煤机，特点在于：在采煤机机体1上固定有碱液反应箱2顺序胶皮管22连接一号负压泵23、左端广口集气罩，同时碱液反应箱2还顺序胶皮管连接二号负压泵28、右端广口集气罩。
其中：碱液反应箱2胶皮管22连接一号负压泵23的胶皮管由碱液反应箱2上盖弯胶皮管26插入碱液反应箱2底部，碱液反应箱2还胶皮管连接二号负压泵28的胶皮管由碱液反应箱2上盖弯胶皮管插入碱液反应箱2底部，左端广口集气罩包括设于采煤机机体1上左截割部13左下方的二号广口集气罩42及设于左螺旋滚筒11左下方的一号广口集气罩41，右端广口集气罩包括设于采煤机机体1右截割部16右下方的四号广口集气罩44及设于右螺旋滚筒14右下方的三号广口集气罩43，碱液反应箱2上盖设有碱液入口27、反应箱泄压阀21，碱液反应箱2底部设有废液泄出阀管33。
其中：一号广口集气罩41与二号广口集气罩42之间，有设于采煤机机体1上的一号硫化氢传感器51，四号广口集气罩44与三号广口集气罩43之间，有设于采煤机机体1上的二号硫化氢传感器52。
第四实施例
参见图1、图2、图3，一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置，包括由采煤机机体1顺序机械连接左截割部13、左摇臂12、左螺旋滚筒11，还包括采煤机机体1顺序机械连接右截割部16、右摇臂15、右螺旋滚筒14构成的采煤机，特点在于：在采煤机机体1上固定有碱液反应箱2顺序胶皮管22连接一号负压泵23、左端广口集气罩，同时碱液反应箱2还顺序胶皮管连接二号负压泵28、右端广口集气罩。
其中：碱液反应箱2胶皮管22连接一号负压泵23的胶皮管由碱液反应箱2上盖弯胶皮管26插入碱液反应箱2底部，碱液反应箱2还胶皮管连接二号负压泵28的胶皮管由碱液反应箱2上盖弯胶皮管插入碱液反应箱2底部，左端广口集气罩包括设于采煤机机体1上左截割部13左下方的二号广口集气罩42及设于左螺旋滚筒11左下方的一号广口集气罩41，右端广口集气罩包括设于采煤机机体1右截割部16右下方的四号广口集气罩44及设于右螺旋滚筒14右下方的三号广口集气罩43，碱液反应箱2上盖设有碱液入口27、反应箱泄压阀21，碱液反应箱2底部设有废液泄出阀管33。
其中：一号广口集气罩41与二号广口集气罩42之间，有设于采煤机机体1上的一号硫化氢传感器51，四号广口集气罩44与三号广口集气罩43之间，有设于采煤机机体1上的二号硫化氢传感器52。
其中：由PLC100分别连接一号硫化氢传感器51、二号硫化氢传感器52、一号负压泵23、二号负压泵28构成控制系统，各广口集气罩带有除尘罩，碱液为碳酸钠溶液。
第五实施例
参见图1、图2、图3，一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置的处理方法，特点在于：①从碱液入口27注入碱液，当碱液液位到达碱液反应箱2深度的三分之二停止注入碱液，采煤机工作，②当一号硫化氢传感器51探测到硫化氢浓度超过上限值为3ppm时，一号负压泵23抽气至碱液反应箱2，当二号硫化氢传感器52探测到硫化氢浓度超过上限值为3ppm时，二号负压泵28抽气至碱液反应箱2，当一号硫化氢传感器51探测到硫化氢浓度小于下限值为1ppm时，一号负压泵23抽气停止，当二号硫化氢传感器52探测到硫化氢浓度小于下限值为1ppm时，二号负压泵28抽气停止。
第六实施例
参见图1、图2、图3，一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置的处理方法，特点在于：①从碱液入口27注入碱液，当碱液液位到达碱液反应箱2深度的三分之二停止注入碱液，采煤机工作，②当一号硫化氢传感器51探测到硫化氢浓度超过上限值为4ppm时，一号负压泵23抽气至碱液反应箱2，当二号硫化氢传感器52探测到硫化氢浓度超过上限值为4ppm时，二号负压泵28抽气至碱液反应箱2，当一号硫化氢传感器51探测到硫化氢浓度小于下限值为1ppm时，一号负压泵23抽气停止，当二号硫化氢传感器52探测到硫化氢浓度小于下限值为1ppm时，二号负压泵28抽气停止。
其中：碱液为碳酸钠溶液（Na2C03）时，碳酸钠溶液与硫化氢气体反应方程式为：H2S+Na2C03=NaHS+NaHC03，同时产生的碳酸氢钠继续与硫化氢反应，方程式为：NaHCO3+H2S=NaHS+H2O+CO2↑，最后生成硫氢化钠、水和二氧化碳气体，硫氢化钠易溶于水中，二氧化碳气体从碱液反应箱2的反应箱泄压阀21排出。
第七实施例
参见图1、图2、图3，一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置的处理方法，特点在于：①从碱液入口27注入碱液，当碱液液位到达碱液反应箱2深度的三分之二停止注入碱液，采煤机工作，②当一号硫化氢传感器51探测到硫化氢浓度超过上限值为3ppm时，一号负压泵23抽气至碱液反应箱2，当二号硫化氢传感器52探测到硫化氢浓度超过上限值为3ppm时，二号负压泵28抽气至碱液反应箱2，当一号硫化氢传感器51探测到硫化氢浓度小于下限值为0.5ppm时，一号负压泵23抽气停止，当二号硫化氢传感器52探测到硫化氢浓度小于下限值为0.5ppm时，二号负压泵28抽气停止。
其中：碱液为碳酸钠溶液（Na2C03）时，碳酸钠溶液与硫化氢气体反应方程式为：H2S+Na2C03=NaHS+NaHC03，同时产生的碳酸氢钠继续与硫化氢反应，方程式为：NaHCO3+H2S=NaHS+H2O+CO2↑，最后生成硫氢化钠、水和二氧化碳气体，硫氢化钠易溶于水中，二氧化碳气体从碱液反应箱2的反应箱泄压阀21排出。
其中：当硫化氢浓度超过《煤矿安全规程》要求矿井有害气体最高硫化氢允许浓度6.6ppm时，停止采煤并继续向碱液反应箱2抽入气体，并采取通风措施。
以上煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置的处理方法编程后由PLC实现。
Claims (4)
1.一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置，包括由采煤机机体顺序机械连接左截割部、左摇臂、左螺旋滚筒，还包括采煤机机体顺序机械连接右截割部、右摇臂、右螺旋滚筒构成的采煤机，在采煤机机体上固定有碱液反应箱顺序管连接一号负压泵、左端广口集气罩，同时碱液反应箱还顺序管连接二号负压泵、右端广口集气罩，碱液反应箱管连接一号负压泵的管由碱液反应箱上盖弯管插入碱液反应箱底部，碱液反应箱还管连接二号负压泵的管由碱液反应箱上盖弯管插入碱液反应箱底部，左端广口集气罩包括设于采煤机机体上左截割部左下方的二号广口集气罩及设于左螺旋滚筒左下方的一号广口集气罩，右端广口集气罩包括设于采煤机机体右截割部右下方的四号广口集气罩及设于右螺旋滚筒右下方的三号广口集气罩，碱液反应箱上盖设有碱液入口、反应箱泄压阀，碱液反应箱底部设有废液泄出阀管，一号广口集气罩与二号广口集气罩之间，有设于采煤机机体上的一号硫化氢传感器，四号广口集气罩与三号广口集气罩之间，有设于采煤机机体上的二号硫化氢传感器，其特征在于：由PLC分别连接一号硫化氢传感器、二号硫化氢传感器、一号负压泵、二号负压泵构成控制系统，各广口集气罩带有除尘罩，碱液为碳酸钠溶液。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置的处理方法，特征在于：①从碱液入口注入碱液，当碱液液位到达碱液反应箱深度的最高限定位置停止注入碱液，采煤机工作，②当一号硫化氢传感器探测到硫化氢浓度超过上限值时，一号负压泵抽气至碱液反应箱，当二号硫化氢传感器探测到硫化氢浓度超过上限值时，二号负压泵抽气至碱液反应箱，当一号硫化氢传感器探测到硫化氢浓度小于下限值时，一号负压泵抽气停止，当二号硫化氢传感器探测到硫化氢浓度小于下限值时，二号负压泵抽气停止。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置的处理方法，特征在于：碱液为碳酸钠溶液时，碳酸钠溶液与硫化氢气体反应方程式为：H2S+Na2C03=NaHS+NaHC03，同时产生的碳酸氢钠继续与硫化氢反应，方程式为：NaHCO3+H2S=NaHS+H2O+CO2↑，最后生成硫氢化钠、水和二氧化碳气体，硫氢化钠易溶于水中，二氧化碳气体从碱液反应箱的反应箱泄压阀排出。
4.根据权利要求2或3所述的一种煤矿井下机载式同步硫化氢处理装置的处理方法，特征在于：当硫化氢浓度超过6.6ppm时，停止采煤并继续向碱液反应箱抽入气体，并采取通风措施。
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