CN111911221A - 一种回采工作面上隅角低氧的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种回采工作面上隅角低氧处理方法，属于煤矿职业安全健康领域，该方法为：在回采工作面上隅角顶板下方悬挂氧气浓度报警器，监测氧气浓度，同时在上隅角附近巷道硐室或适当位置帮壁上悬挂储氧罐控制器，并在底板上平整放置储氧罐；当氧气浓度报警器检测到上隅角空气中的氧气浓度低于报警器设置的临界点时，即向储氧罐控制器发出低氧报警信号，储氧罐控制器发送控制指令给电磁减压阀以自动打开工作储氧罐，高压氧气经过减压调节后通过输氧管路系统向工作面上隅角低氧空间喷射，待氧浓度恢复至安全值并持续一定时间后，氧气浓度报警器解除报警，工作储氧罐停止输氧。本发明的方法实施过程实时监测，自动控制，且操作方便，可以及时、快速、高效解决井下工作面上隅角低氧问题。

Description

一种回采工作面上隅角低氧的处理方法
技术领域
本发明涉及一种回采工作面上隅角低氧的处理方法，特别适用于及时和快速高效处理井下回采工作面上隅角低氧问题，具体涉及一种回采工作面上隅角低氧的处理方法。
背景技术
正常空气中的氧气含量为20.96％，井下通风的目的之一就是给工作人员提供新鲜的空气，保障矿井工作人员呼吸，当空气中的氧浓度将至17％以下时，人在工作时会产生不良的生理反应，如呼吸困难、乏力等种种不适反应，严重可能导致意识减弱、丧失理智，甚至窒息死亡，因此空气中氧含量在17％为一个安全临界值，为了保障煤矿井下人员的身体健康和劳动安全，提供适宜的作业环境与条件，提高工作效率，煤矿安全规程规定井下工作地点的氧气浓度均不得低于20％，在我国山西、山西、内蒙等煤矿开采过程中，由于煤层埋藏浅、煤层距离近、U型负压通风、气压变化以及注惰气防火等因素影响，工作面有时发生低氧现象，最常见的地点是工作面上隅角(回风隅角)，为了治理工作面上隅角低氧问题，业内多采用引流风障、均压风机和通风稀释等方法，这些方法虽能取得一定的效果，但是工艺复杂、成本高、占用空间，且可控性差，为此，提出一种回采工作面上隅角低氧处理方法，该方法成本降低，操作灵活，目标精准，可及时、快速、高效处理上隅角低氧问题。
发明内容
本发明的目的是要提供一种回采工作面上隅角低氧的处理方法，解决现有抽放、导风、均压等低氧处理技术的工艺复杂成本高、占用大量空间影响生产、见效速度慢和无法精准覆盖等问题。
本发明的目的是这样实现的：一种回采工作面上隅角低氧的处理方法，包括如下步骤：
S1、在回采工作面上隅角悬挂安装防爆型氧气浓度报警器，氧气浓度报警器由气体探测器和报警控制器组成，通过数据线与储氧罐控制器连接，储氧罐控制器位于上隅角附近巷道硐室或适当位置帮壁上，用于接收氧气浓度报警器发送的氧气浓度状态信号，并向储氧罐上的电磁减压阀发送开关指令；
S2、储氧罐平整放置于上隅角附近巷道硐室或适当位置底板，内部储存高压纯氧，工作储氧罐通过手动减压阀和电磁减压阀双路开关控制，高压氧经过减压调节后进入输氧主管，输氧主管路沿巷道帮壁延伸至上隅角；
S3、在上隅角顶部平面内由输氧主管沿着工作面方向引出喷氧主管，喷氧主管的双侧引出数排喷氧支管，每个喷氧支管上设置多个氧气喷嘴，以实现多点多角度喷射氧气；
S4、当氧气浓度报警器内置的气体探测器检测到上隅角空气中的氧气浓度低于内置的报警控制器设置的临界点时，报警控制器向储氧罐控制器发出低氧报警信号，储氧罐控制器即向工作储氧罐上的电磁减压阀发出打开指令，储氧罐内氧气通过输氧主管输送至上隅角顶部，经喷氧主管、喷氧支管喷嘴向上隅角低氧空间喷射氧气；
S5、当气体探测器检测到氧气浓度恢复至报警器设置的安全值临界点，并持续设置的一定时间后，报警控制器即向工作储氧罐控制器发出报警解除信号，同时储氧罐控制器即向工作储氧罐上的电磁阀发出关闭指令，停止输氧和喷氧。
所述的步骤S1中，氧气浓度报警器内置的气体探测器实时监测和显示上隅角处的氧气浓度，氧气浓度报警器内置的报警控制器通过数据线实时将氧气浓度状态信号至储氧罐控制器。
所述步骤S2中，各工作和备用储氧罐内部储存的是高压纯氧，储氧罐可通过人工携带或车辆运送至井下，储氧罐的容量和数量等参数可根据井下环境、输送方式以及井下消耗量灵活定制。
所述步骤S3中，根据上隅角需要处理的实际低氧空间范围，灵活布设喷氧主管长度在和喷氧支管数量，各喷氧支管上设置多个喷嘴，喷嘴的喷方位度可调节。
所述步骤S4、S5中，报警控制器设置的临界点氧气浓度为18％和20％，当氧气浓度低于18％时，储氧罐控制器即发出打开储氧罐指令与，当氧气浓度升至高于20％并持续5min后，储氧罐控制器发出关闭储氧罐指令。
由于采用了以上技术方案，本发明具有以下有益效果：采用一种回采工作面上隅角低氧处理方法，在回采工作面上隅角悬挂氧气浓度报警器，在上隅角附近巷道硐室或适当位置帮壁是悬挂储氧罐控制器和储氧罐，当氧气浓度报警器检测到上隅角空气中的氧气浓度低于报警器设置的临界点时，报警控制器即向储氧罐控制器发出报警信号，储氧罐控制器发送控制指令打开工作储氧罐电磁减压阀，实现向上隅角输送和喷射高压纯氧，待上隅角氧气浓度恢复至规定的合理值并持续一定时间后，报警信号解除，工作储氧罐电磁阀关闭和停止输氧。该方法通过在线实时监测工作面上隅角氧气浓度，全程自动控制上隅角喷氧，成本低，操作方便，及时、快速、高效解决井下工作面上隅角低氧问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明，下面将结合附图对实施例作简单的介绍。
图1是本发明中上隅角低氧处理系统平面示意图；
图2是本发明中上隅角低氧处理系统剖面示意图；
其中：
1-采空区；2-上隅角；3-氧气浓度报警器；4-数据线；5-输氧主管；6-喷氧主管；7-喷氧支管；8-储氧罐控制器；9-工作氧气储罐；10-备用氧气储罐；11-氧气罐高压阀；12-手动减压阀；13-电磁减压阀；14-硐室；15-煤壁；16-回风巷；17-采空区边界；18-工作面；19-进风巷；20-氧气喷嘴；21-顶板；22-底板。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
参看图1和图2，一种回采工作面上隅角低氧处理方法，在回采工作面18的上隅角2位置，在靠近采空区边界17处，悬挂安装防爆型氧气浓度报警器3，氧气浓度报警器3距离顶板21距离为0.5m，氧气浓度报警器3内置气体传感器和单片机程序控制单元，可以LED数码显示氧气浓度、判断气体浓度状态和发送不同制式报警信号。
氧气浓度报警器3通过数据线4与储氧罐控制器8连接，储氧罐控制器8悬挂在上隅角2附近巷道硐室14或适当位置的帮壁上。储氧罐控制器8距离底板22的高度为1.4m，用于接收氧气浓度报警器3发送的氧气浓度状态信号，并向工作储氧罐9上的电磁减压阀13发送开关指令。
工作储氧罐9和一定数量的备用储氧罐10在地面充满氧气后，通过人工携带或机车运输送往井下，根据需求统一平整放置于硐室14内或适当位置底板22上。工作储氧罐9和备用储氧罐10的结构和容积一致，并配有高压阀11，净容积为40L，压力为12-15MPa，氧气浓度≥99.5％。
可通过手动减压阀12和电磁减压阀13双路开关控制工作储氧罐9，电磁减压阀13为常态性工作状态，而手动减压阀12仅作为紧急情况下备用。
工作储氧罐9的高压氧气经过电磁减压阀13调节后，压力降为0.5-0.7MPa，进入输氧主管5；输氧主管5材质为矿用高压胶管，工作压力≥4MPa，爆破压力≥12MPa，通过挂钩固定于巷道帮壁中部位置，顺延至上隅角2。
在上隅角2的顶板21下方0.5m位置，沿工作面18方向布置喷氧主管6，喷氧主管6与输氧主管5的材质和工作参数一致，以30cm间距在喷氧主管6的两侧分别安装数排喷氧支管7，每个喷氧支管7上安装氧气喷嘴20，氧气喷嘴20喷射方位可调，实现对上隅角2空间全方位喷射高压纯氧，快速补氧。
神东某矿开采2-2煤层过程中，受到上覆1-2煤层采空区气体下泄，地表裂隙贯通漏风，大气压昼夜变化，采用负压通风等因素的影响，在割煤或基本顶来压时刻，上隅角处氧气浓度低至16％，持续时间在几分钟或几十分钟。曾采用工序复杂的均压技术来处理低氧问题，氧气浓度也仅上升到19％左右，效果并不十分理想。
利用本发明所述一种回采工作面上隅角低氧处理方法，当上隅角氧气浓度低于18％时，氧气浓度报警器即向储氧罐控制器发出报警信号，储氧罐控制器即向储氧罐上的电磁减压阀发出打开指令，储氧罐内氧气通过减压调节后输出压力为0.5MPa的氧气，通过输氧主管到达上隅角顶部的喷氧主管，经过喷氧支管上的喷嘴喷射氧气。直到上隅角氧气浓度恢复至20％以上，并持续5min，报警信号解除，系统暂停输氧喷氧。
通过上述方法，在1min之内即使得工作面上隅角氧气在上升到20％以上，与气动风机、引流风障等传统方法相比，基本不占用生产空间，成本低廉，全程自动控制，及时、快速、高效。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种回采工作面上隅角低氧的处理方法，其特性在于：具体包括以下步骤：
S1、在回采工作面上隅角悬挂安装防爆型氧气浓度报警器，氧气浓度报警器由气体探测器和报警控制器组成，通过数据线与储氧罐控制器连接，储氧罐控制器位于上隅角附近巷道硐室或适当位置帮壁上，用于接收氧气浓度报警器发送的氧气浓度状态信号，并向储氧罐上的电磁减压阀发送开关指令；
S2、储氧罐平整放置于上隅角附近巷道硐室或适当位置底板，内部储存高压纯氧，工作储氧罐通过手动减压阀和电磁减压阀双路开关控制，高压氧经过减压调节后进入输氧主管，输氧主管路沿巷道帮壁延伸至上隅角；
S3、在上隅角顶部平面内由输氧主管沿着工作面方向引出喷氧主管，喷氧主管的双侧引出数排喷氧支管，每个喷氧支管上设置多个氧气喷嘴，以实现多点多角度喷射氧气；
S4、当氧气浓度报警器内置的气体探测器检测到上隅角空气中的氧气浓度低于内置的报警控制器设置的临界点时，报警控制器向储氧罐控制器发出低氧报警信号，储氧罐控制器即向工作储氧罐上的电磁减压阀发出打开指令，储氧罐内氧气通过输氧主管输送至上隅角顶部，经喷氧主管、喷氧支管喷嘴向上隅角低氧空间喷射氧气；
S5、当气体探测器检测到氧气浓度恢复至报警器设置的安全值临界点，并持续设置的一定时间后，报警控制器即向工作储氧罐控制器发出报警解除信号，同时储氧罐控制器即向工作储氧罐上的电磁阀发出关闭指令，停止输氧和喷氧。
2.根据权利要求1所述的一种回采工作面上隅角低氧的处理方法，其特性在于：所述的步骤S1中，氧气浓度报警器内置的气体探测器实时监测和显示上隅角处的氧气浓度，氧气浓度报警器内置的报警控制器通过数据线实时将氧气浓度状态信号至储氧罐控制器。
3.根据权利要求1所述的一种回采工作面上隅角低氧的处理方法，其特性在于：所述步骤S2中，各工作和备用储氧罐内部储存的是高压纯氧，储氧罐可通过人工携带或车辆运送至井下，储氧罐的容量和数量等参数可根据井下环境、输送方式以及井下消耗量灵活定制。
4.根据权利要求1所述的一种回采工作面上隅角低氧的处理方法，其特性在于：所述步骤S2中，工作储氧罐采用双路控制开关，一路是手动减压阀，另一路是电磁减压阀；电磁减压阀处在常态性工作状态，而手动减压阀处于常闭状态，仅在特殊情况下打开。
5.根据权利要求1所述的一种回采工作面上隅角低氧的处理方法，其特性在于：所述步骤S3中，根据上隅角需要处理的实际低氧空间范围，灵活布设喷氧主管长度在和喷氧支管数量，各喷氧支管上设置多个喷嘴，喷嘴的喷方位度可调节。
6.根据权利要求1所述的一种回采工作面上隅角低氧的处理方法，其特性在于：所述步骤S4、S5中，报警控制器设置的临界点氧气浓度为18%和20%，当氧气浓度低于18%时，储氧罐控制器即发出打开储氧罐指令与，当氧气浓度升至高于20%并持续5min后，储氧罐控制器发出关闭储氧罐指令。
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