CN113217081A - 高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法 - Google Patents
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Abstract
高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法，适用于高瓦斯低透气性煤层瓦斯治理。可控燃烧体现在通过控制瓦斯和氧气的体积比、碱性水溶液注入时机来控制燃烧速度与进程。具体包括如下步骤：(1)选定计划开采的高瓦斯低透气性煤层；(2)测得该煤层内瓦斯量；(3)钻取该煤层的地面井；(4)通过上述地面井向该煤层注入所需的氧气，注入后暂时性封堵地面井井口，使瓦斯与氧气充分混合；(5)点燃瓦斯与氧气的气体混合物；(6)燃烧所需时间后，通过上述地面井立即向该煤层注入碱性水溶液，溶解燃烧产物CO2。由此通过可控燃烧，将瓦斯转换为易溶于碱性水溶液的CO2气体，以达到消除煤层瓦斯的目的。
Description
技术领域
本发明属于煤矿瓦斯灾害防治技术领域，具体涉及一种高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法。
背景技术
目前煤矿瓦斯灾害防治的主要方法为瓦斯抽采。我国高瓦斯矿井多,国有重点煤矿70％以上是高瓦斯、煤与瓦斯突出矿井,且大部分为低透气性煤层，瓦斯难以抽采。为解决低透气性煤层瓦斯抽采难题，专家学者们提出了多种物理、化学增透技术，主要包括水力作用、深孔爆破、可控冲击波以及注化学溶液等。但这些通过煤层增透增大瓦斯抽采量防治瓦斯灾害的方法，有其不可忽略的劣势。如水力作用、深孔爆破、可控冲击波的增透方式只适用于坚硬煤层，而许多高瓦斯低透气性煤层因地质条件复杂、煤层变质程度高导致煤质松软，由此可知上述增透方式并不具有普适性；而煤层注化学溶液的增透方式，具有增透范围小、易残留化学物质污染地下水与煤层等缺点。
发明内容
技术问题：基于上述煤矿瓦斯灾害防治技术现状，本发明提出克服上述抽采瓦斯方法缺陷的一种新方法，即一种高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法，此方法具有适用煤层硬度范围广、成本低的优点。
技术方案：本发明的高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法，包括如下步骤：
a.选定计划开采的高瓦斯低透气性煤层；
b.取上述煤层试样测定该煤层内瓦斯体积；
c.在上述煤层地面钻取等间距地面井，间距L设为500～1000m；
d.从上述地面井向上述煤层共注入1.82倍瓦斯体积的氧气，注入后暂时性封堵地面井井口，使瓦斯与氧气充分混合；
e.点燃瓦斯与氧气的气体混合物；
f.燃烧所需时间T后，从上述地面井立即向上述煤层注入碱性水溶液，溶解燃烧产物CO2。T＝L/v,其中L为地面井间距，v为瓦斯燃烧速度。
有益效果：本发明通过可控燃烧，将瓦斯转换为易溶于碱性水溶液的CO2气体，以达到快速、无污染地消除煤层瓦斯的目的。首先通过控制瓦斯和氧气体积比为1：1.82，使瓦斯与氧气预混气体燃烧速度达到最快；然后通过控制碱性水溶液注入时机，即点燃瓦斯与氧气预混气体后，经过燃烧所需时间T，立即向煤层注入碱性水溶液，此举可将瓦斯燃尽，同时可避免燃烧煤层造成煤资源损失，还可将燃烧瓦斯产生的CO2气体吸收，避免CO2释放至大气造成污染。
附图说明
图1是本发明的煤层地面井布置的示意图；
图2是本发明的点燃瓦斯与氧气预混气体的点火示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：
本发明的高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法，具体步骤如下：
a.选定计划开采高瓦斯低透气性煤层；
b.取上述煤层试样测定该煤层内瓦斯体积；
c.在上述煤层地面钻取等间距地面井，间距L设为500～1000m，如图1所示；
d.从上述地面井向上述煤层内共注入1.82倍瓦斯体积的氧气，注入后暂时性封堵地面井井口，使瓦斯与氧气充分混合；
e.点燃瓦斯与氧气的气体混合物，如图2所示；
f.燃烧所需时间T后，从上述地面井立即向上述煤层快速注入碱性水溶液，溶解燃烧产物CO2，如图3所示。T＝L/v,其中L为地面井间距，v为瓦斯燃烧速度。
Claims (4)
1.高瓦斯低透气性煤层可控燃烧消除瓦斯方法，包括以下步骤：
a.选定计划开采的高瓦斯低透气性煤层；
b.取上述煤层试样，测得该煤层内瓦斯体积；
c.在上述煤层地面钻取等间距地面井；
d.从上述地面井向上述煤层注入氧气，注入后暂时性封堵地面井井口，使瓦斯与氧气充分混合；
e.点燃瓦斯与氧气的气体混合物；
f.燃烧所需时间后，通过上述地面井立即向上述煤层注入碱性水溶液，溶解燃烧产物CO2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤c中，要钻取等间距地面井，间距L设为500～1000m。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤d中，注入氧气体积等于瓦斯体积的1.82倍。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤f中，从点燃瓦斯与氧气混合物起，经过燃烧所需时间T后立即向煤层注入碱性水溶液，T＝L/v,其中L为地面井间距，v为瓦斯燃烧速度。
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