CN106337695B - 一种采空区遗煤自燃及上隅角瓦斯超限的综合治理方法 - Google Patents

一种采空区遗煤自燃及上隅角瓦斯超限的综合治理方法 Download PDF

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Abstract

一种采空区遗煤自燃及上隅角瓦斯超限的综合治理方法，所述的综合治理方法采用的综合治理管道系统包括注氮管道和抽采管道，将工作面进风巷已有的所述的注氮管道沿长度方向均匀间隔开设有三通注氮口，三通注氮口上均设有注氮钢管，注氮钢管上均设有阀门，将注氮钢管预埋入采空区；沿工作面的回风巷方向在采空区内铺设所述的抽采管道，抽采管道上沿长度方向均匀间隔设有一定数量的三通接头，三通接头上均插设有抽采钢管，所有的抽采钢管上均开设有抽采孔。本发明设计合理，氮气的排驱作用和斜埋管的抽采负压作用形成了一套对采空区气体一边推一边吸的体系，有利于推动采空区瓦斯移动，防止采空区瓦斯超限和遗煤氧化自燃。

Description

一种采空区遗煤自燃及上隅角瓦斯超限的综合治理方法
技术领域
本发明属于煤矿安全技术领域，具体涉及一种采空区遗煤自燃及上隅角瓦斯超限的综合治理方法。
背景技术
随着采煤装备技术的发展升级，煤矿产量迅速提高，在开采高瓦斯煤层，特别是开采厚煤层和每层群时，从邻近层（包括围岩和煤线）、煤柱及采掘空间丢失的煤中向开采层采空区大量涌出瓦斯。尤其是近年来，随着工作面的不断推进，采空区面积的日益增大，采空区瓦斯涌出量占矿井瓦斯涌出总量的比例日益增大。而瓦斯灾害成为了制约煤矿生产发展的重要因素。伴随着采空区的加大，由瓦斯带来的一系列问题也凸显出来。工作面风量增大造成采空区漏风严重，大大提高了采空区自燃着火的危险性，尤其是容易被氧化的遗煤层。采空区的增大还使得采空区瓦斯富集，上隅角瓦斯浓度超限。给煤矿安全生产带来了无穷的隐患。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供了一种采空区遗煤自燃及上隅角瓦斯超限的综合治理方法，以矿井周期来压时间为辅，以采空区瓦斯浓度是否要超限为主要依据，打开氮气抽放泵，通过注氮管道定期向采空区充放氮气，氮气稀释采空区的瓦斯和氧气，防止采空区瓦斯超限和遗煤氧化自燃，排驱在滞留带和过渡带内的低浓度瓦斯向斜埋抽采钢管方向移动，斜埋抽采钢管抽采移动过来的低浓度瓦斯，氮气的排驱作用和斜埋抽采钢管的抽采负压作用形成了一套对采空区气体一边推一边吸的体系，有利于推动采空区瓦斯移动。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：一种采空区遗煤自燃及上隅角瓦斯超限的综合治理方法，所述的综合治理方法采用的综合治理管道系统包括注氮管道和抽采管道，将工作面进风巷已有的所述的注氮管道沿长度方向均匀间隔开设有三通注氮口，三通注氮口上均设有注氮钢管，注氮钢管上均设有阀门，将注氮钢管预埋入采空区；沿工作面的回风巷方向在采空区内铺设所述的抽采管道，抽采管道上沿长度方向均匀间隔设有一定数量的三通接头，三通接头上均插设有抽采钢管，所有的抽采钢管上均开设有抽采孔，将抽采钢管预埋斜置采空区；
治理方法包括如下步骤：
A、随着回采工作面向前推进，上隅角瓦斯聚集时，沿回风巷铺设抽采管道，每隔12m接一个三通接头，并在每一个三通接头的一个接口连接上抽采钢管，抽采钢管与回风巷形成一定角度的夹角，抽采钢管的密闭端延伸到三分之二工作面长度的地区，抽采钢管的另一端接抽采管道并通过瓦斯抽放泵抽采，充分抽采采空区内及上隅角瓦斯；
B、沿注氮管道长度方向安装三通注氮口，以矿井周期来压时间为辅，以上隅角瓦斯浓度是否即将超限为主要依据，当瓦斯浓度达到极限值的70%时，打开注氮钢管上的阀门，定期向采空区注入氮气，注入时长直至上隅角瓦斯浓度降低至极限值的40%以下即可关闭阀门；
C、氮气稀释采空区的瓦斯和氧气，防止采空区瓦斯超限和遗煤氧化自燃，排驱在滞留带和过渡带内的低浓度瓦斯向斜埋抽采钢管方向移动，抽采钢管通过抽采孔抽采移动过来的低浓度瓦斯，由于注入氮气的压力驱动作用，使注入氮气与采空区气体混合后向预埋抽采钢管方向运动，而预埋抽采钢管抽采产生的负压区也使气体向该方向运移，有利于斜埋抽采钢管抽采瓦斯，氮气的排驱作用和斜埋抽采钢管的抽采负压作用形成了一套对采空区气体一边推一边吸的体系，有利于推动采空区瓦斯移动并通过斜埋抽采钢管将采空区内的瓦斯抽采干净。
相邻两个三通注氮口之间的间距为10m。
三通接头之间的间距为12m，抽采钢管与回风巷之间的夹角为100°，抽采钢管的长度大于工作面长度的三分之二。
采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：
1、通过注氮管道上的三通注氮口向采空区注入氮气，氮气稀释采空区的瓦斯和氧气，防止采空区瓦斯超限和遗煤氧化自燃，氮气还可以排驱在滞留带和过渡带内的低浓度瓦斯向斜埋抽采钢管方向移动；
2、斜埋的抽采钢管可以抽采移动过来的低浓度瓦斯，由于氮气的增加使充氮管道所在部分采空区气体体积增大，采空区的混合气体向斜埋的抽采钢管方向运动，而斜埋的抽采钢管抽采产生的负压区也使气体向抽采钢管运移，有利于斜埋的抽采钢管抽采瓦斯，氮气的排驱作用和斜埋的抽采钢管抽采负压作用形成了一套对采空区气体一边推一边吸的体系，有利于推动采空区瓦斯移动并通过抽采钢管将采空区内的瓦斯抽采干净。
综上所述，本发明设计合理，通过注氮管道上的三通注氮口向采空区注入氮气，氮气稀释采空区的瓦斯和氧气，防止采空区瓦斯超限和遗煤氧化自燃，由于氮气的增加使充氮管道所在部分采空区气体体积增大，采空区的混合气体向斜埋的抽采钢管方向运动，而抽采钢管的抽采产生的负压区也使气体向抽采钢管运移，氮气的排驱作用和抽采钢管的抽采负压作用形成了一套对采空区气体一边推一边吸的体系，为煤矿井下开采安全提供了安全保障，瓦斯没有排放到空气中保护了环境，大大提高了生产效率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
如图1所示，一种采空区遗煤自燃及上隅角瓦斯超限的综合治理方法，所述的综合治理方法采用的综合治理管道系统包括注氮管道1和抽采管道2，将工作面进风巷3已有的所述的注氮管道1沿长度方向均匀间隔开设有三通注氮口4，三通注氮口4上均设有注氮钢管5或高强度软管，注氮钢管5上或高强度软管上均设有阀门，将注氮钢管5预埋入采空区；沿工作面的回风巷6方向在采空区内铺设所述的抽采管道2，抽采管道2上沿长度方向均匀间隔设有一定数量的三通接头7，三通接头7上均插设有抽采钢管8或高强度软管，所有的抽采钢管8上或高强度软管上均开设有抽采孔，将抽采钢管8预埋斜置到采空区。
治理方法包括如下步骤：
A、随着回采工作面向前推进，上隅角瓦斯聚集时，沿回风巷6铺设抽采管道2，每隔12m接一个三通接头7，并在每一个三通接头7的一个接口连接上抽采钢管8，抽采钢管8与回风巷6形成一定角度的夹角，抽采钢管8的密闭端延伸到三分之二工作面长度的地区，抽采钢管8的另一端接抽采管道2并通过瓦斯抽放泵抽采，充分抽采采空区内及上隅角瓦斯。
B、沿注氮管道1长度方向安装三通注氮口4，以矿井周期来压时间为辅，以上隅角瓦斯浓度是否即将超限为主要依据，当瓦斯浓度达到极限值的70%时（如超限浓度为0.8%，则当上隅角瓦斯浓度至0.56%）打开注氮钢管5上的阀门，定期向采空区注入氮气，注入时长直至上隅角瓦斯浓度降低至极限值的40%以下即可关闭阀门。
C、氮气稀释采空区的瓦斯和氧气，防止采空区瓦斯超限和遗煤氧化自燃，排驱在滞留带和过渡带内的低浓度瓦斯向斜埋抽采钢管方向移动，抽采钢管8通过抽采孔抽采移动过来的低浓度瓦斯，由于注入氮气的压力驱动作用，使注入氮气与采空区气体混合后向预埋抽采钢管8方向运动，而预埋抽采钢管8抽采产生的负压区也使气体向该方向运移，有利于斜埋抽采钢管8抽采瓦斯，氮气的排驱作用和斜埋抽采钢管8的抽采负压作用形成了一套对采空区气体一边推一边吸的体系，有利于推动采空区瓦斯移动并通过斜埋抽采钢管将采空区内的瓦斯抽采干净。
相邻两个三通注氮口4之间的间距为10m。
三通接头7之间的间距为12m，抽采钢管8与回风巷6形之间的夹角为100°，抽采钢管8的长度大于工作面长度的三分之二。
氮气抽放泵和瓦斯抽放泵均属于现有常规技术，图未示，其具体结构不再详细描述。
本发明既解决了采空区遗煤自燃问题，又解决了上隅角及采空区瓦斯超限问题。为煤矿井下开采安全提供了安全保障，瓦斯没有排放到空气中保护了环境，大大提高了生产效率。
本实施例并非对本发明的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种采空区遗煤自燃及上隅角瓦斯超限的综合治理方法，其特征在于：所述的综合治理方法采用的综合治理管道系统包括注氮管道和抽采管道，将工作面进风巷已有的所述的注氮管道沿长度方向均匀间隔开设有三通注氮口，三通注氮口上均设有注氮钢管，注氮钢管上均设有阀门，将注氮钢管预埋入采空区；沿工作面的回风巷方向在采空区内铺设所述的抽采管道，抽采管道上沿长度方向均匀间隔设有一定数量的三通接头，三通接头上均插设有抽采钢管，所有的抽采钢管上均开设有抽采孔，将抽采钢管预埋斜置采空区；
治理方法包括如下步骤：
A、随着回采工作面向前推进，上隅角瓦斯聚集时，沿回风巷铺设抽采管道，每隔12m接一个三通接头，并在每一个三通接头的一个接口连接上抽采钢管，抽采钢管与回风巷形成一定角度的夹角，抽采钢管的密闭端延伸到三分之二工作面长度的地区，抽采钢管的另一端接抽采管道并通过瓦斯抽放泵抽采，充分抽采采空区内及上隅角瓦斯；
B、沿注氮管道长度方向安装三通注氮口，以矿井周期来压时间为辅，以上隅角瓦斯浓度是否即将超限为主要依据，当瓦斯浓度达到极限值的70%时，打开注氮钢管上的阀门，定期向采空区注入氮气，注入时长直至上隅角瓦斯浓度降低至极限值的40%以下即可关闭阀门；
C、氮气稀释采空区的瓦斯和氧气，防止采空区瓦斯超限和遗煤氧化自燃，排驱在滞留带和过渡带内的低浓度瓦斯向斜埋抽采钢管方向移动，抽采钢管通过抽采孔抽采移动过来的低浓度瓦斯，由于注入氮气的压力驱动作用，使注入氮气与采空区气体混合后向预埋抽采钢管方向运动，而预埋抽采钢管抽采产生的负压区也使气体向该方向运移，有利于斜埋抽采钢管抽采瓦斯，氮气的排驱作用和斜埋抽采钢管的抽采负压作用形成了一套对采空区气体一边推一边吸的体系，有利于推动采空区瓦斯移动并通过斜埋抽采钢管将采空区内的瓦斯抽采干净。
2.根据权利要求1所述的一种采空区遗煤自燃及上隅角瓦斯超限的综合治理方法，其特征在于：相邻两个三通注氮口之间的间距为10m。
3.根据权利要求1所述的一种采空区遗煤自燃及上隅角瓦斯超限的综合治理方法，其特征在于：三通接头之间的间距为12m，抽采钢管与回风巷之间的夹角为100°，抽采钢管的长度大于工作面长度的三分之二。
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