CN113266412A - 一种煤矿的瓦斯防治方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于瓦斯防治技术领域，具体公开了一种煤矿的瓦斯防治方法，包括以下步骤：1、对危险煤层进行两次打孔，形成钻孔；2、最钻孔进行爆破，形成裂隙；3、利用抽气机对瓦斯气体进行抽取、过滤和吸附；4、利用通风装置对巷道内进行通风；5、采集危险区域的其他；6、对其他进行检测并做浓度分析。本发明确定具有瓦斯突出倾向的危险煤层后，对其进行打孔爆破形成裂隙之后，抽取瓦斯气体并进行过滤和吸附，可保证瓦斯气体不燃烧，不爆炸，使采掘工作面煤体内瓦斯含量提前释放，可操作性强。
Description
技术领域
本发明属于瓦斯防治技术领域，特别涉及一种煤矿的瓦斯防治方法。
背景技术
在井下采掘过程中，煤与岩石常常一瞬间被从煤体中抛出，并伴随喷出大量瓦斯，该种现象称为煤与瓦斯突出，简称为"突出"。煤与瓦斯突出事故不仅会造成采掘工作面和通风系统的破坏，同时大量煤与瓦斯以极快的速度喷出，还可能会充塞巷道，造成人员窒息和瓦斯爆炸，危及井下作业人员的生命安全。因此，如何有效防治煤与瓦斯突出，具有重要现实意义。
目前，国内大多数煤矿企业在煤矿瓦斯安全上多采用被动式抑爆系统和主动式抑爆装置：被动式抑爆系统如隔爆岩粉棚、隔爆水棚等，即在爆炸发生后才采取的扑救措施，它存在启动时间过长、效率不确定等不足；主动式瓦斯抑爆装置是通过探测器对爆炸初期的情况进行主动探测，当探测到爆炸时，抑爆装置在爆炸的初始阶段喷出抑爆物质，吸收爆炸产生的能量阻止爆炸的扩大并切断爆炸的继续传播。虽然被动式抑爆系统或主动式抑爆装置在煤矿巷道爆炸抑制中能起到一定的抑爆作用，但是被动式抑爆系统或主动式抑爆装置都只有在爆炸发生后才发生动作，并不能提前根据爆炸因素预测爆炸可能会发生，进而破坏爆炸因素阻止爆炸发生，而且这些系统只有一层防护，不能满足煤矿巷道恶劣的环境。
并且在现有技术中，对瓦斯抽取之后，缺少对危险区域进一步的检测，存在安全隐患。
因此，提供一种新的煤矿的瓦斯防治方法是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种煤矿的瓦斯防治方法。
本发明提供了一种煤矿的瓦斯防治方法，包括以下步骤：
S1：打孔：利用隧道超前地质预报，确定危险煤层和打孔坐标，使用煤粉钻进行预打孔，初步确定进孔深度，形成孔眼，然后使用具有瓦斯检测功能的钻头在所述孔眼内继续打孔，所述钻头检测到瓦斯之后，停止打孔，形成钻孔；
S2：爆破裂隙：向钻孔内注水至孔口，将已固定炸药卷和水炮泥的利用装药杆送入已注满水的钻孔内，启动引爆装置，引爆炸药卷，利用炸药卷爆破能量，在钻孔的引导作用下按一定延伸方向产生裂隙，进而形成抽瓦斯通道；
S3：抽取瓦斯气体：通过抽气机对所述抽瓦斯通道内的瓦斯气体进行抽取，所述抽气机内部设置有水箱和吸附部件，将瓦斯气体进行过滤吸附之后，排入空气；
S4：设置通风装置：在所述危险煤层巷道内设置通风装置，采用抽出式通风，所述通风装置设置有反风部件，用于改变巷道内风流方向；
S5：收集危险区气体：通过引风机持续收集危险煤层区域气体，并将气体送至瓦斯检测模块；
S6：检测气体浓度：通过所述瓦斯检测模块测量瓦斯浓度，瓦斯超标后，瓦斯传感器内的半导体气敏元件感应后会产生信号，转化为电信号传给声光报警器，并将报警信息发送至地面控制台。
进一步的方案为，所述瓦斯检测模块包括瓦斯传感器、声光报警器和数据发送模块，所述数据发送模块为北斗RDSS模块，瓦斯传感器选用半导体气敏元件MQ-2作为瓦斯传感器，该传感器能检测可燃气体和烟雾。
进一步的方案为，所述通风装置设置有多个，分别设置在巷道两侧和巷道顶部和上隅角位置。
进一步的方案为，所述吸附部件为活性炭管。
进一步的方案为，所述水箱内盛装有瓦斯消溶剂和水，所述瓦斯消溶剂为醋酸和酵母的水溶液。
进一步的方案为，所述反风部件需在10分钟内改变巷道内风流方向。
进一步的方案为，所述上隅角设置有导风板，所述导风板与巷道顶部夹角为45°。
进一步的方案为，所述装药杆上设置有挡片，用于固定炸药卷位置，保证炸药卷在钻孔内均匀排列。
进一步的方案为，所述引爆装置为毫秒瞬发电雷管，采用电起爆方式起爆。
进一步的方案为，所述巷道内撒布有岩粉。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明通过查阅地质资料，结合采矿和掘进现场，确定采煤面或者掘进面的地应力变化情况，最终确定具有瓦斯突出倾向的危险煤层，对其进行打孔爆破形成裂隙之后，抽取瓦斯气体并进行过滤和吸附，可保证瓦斯气体不燃烧，不爆炸，使采掘工作面煤体内瓦斯含量提前释放，可操作性强。
(2)本发明对危险煤层进行持续的进行瓦斯浓度检测，保证在抽取瓦斯气体时，抽气机附近区域的瓦斯浓度在可控范围内，即使浓度超标，也会在第一时间进行报警，及时采取措施，避免安全隐患。
(3)本发明采用北斗RDSS模块进行数据传输，适用于井下恶劣环境，保证信号通畅。
(4)本发明在上隅角位置设置有导风板，且将导风板与巷道顶部夹角设为45°，从而达到便于治理煤矿上隅角瓦斯的效果。
附图说明
以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释，并不用于限定本发明的范围，其中：
图1：本发明的方法流程示意图；
图2：导风板安装位置示意图；
图3：瓦斯检测模块连接关系示意图；
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
生产中易于积存瓦斯的地点有：回采工作面上隅角，顶板冒落的空洞内，低风速的顶板附近，停风的盲巷，回采工作面采空区边界处及采煤机附近。及时处理局部积存的瓦斯，是矿井日常瓦斯管理的重要内容，也是预防瓦斯爆炸事故、保证安全生产的关键工作。通常采用的主要方法是：向瓦斯积存地点加大供风量或提高风速，将瓦斯冲淡排出；将盲巷和顶板空洞内积存的瓦斯封闭隔绝；必要时还应采取抽放的措施。
如图1所示，本发明提供了一种煤矿的瓦斯防治方法，包括以下步骤：
S1：打孔：利用隧道超前地质预报，确定危险煤层和打孔坐标，使用煤粉钻进行预打孔，初步确定进孔深度，形成孔眼，然后使用具有瓦斯检测功能的钻头在所述孔眼内继续打孔，所述钻头检测到瓦斯之后，停止打孔，形成钻孔；
S2：爆破裂隙：向钻孔内注水至孔口，将已固定炸药卷和水炮泥的利用装药杆送入已注满水的钻孔内，启动引爆装置，引爆炸药卷，利用炸药卷爆破能量，在钻孔的引导作用下按一定延伸方向产生裂隙，进而形成抽瓦斯通道；
S3：抽取瓦斯气体：通过抽气机对所述抽瓦斯通道内的瓦斯气体进行抽取，所述抽气机内部设置有水箱和吸附部件，将瓦斯气体进行过滤吸附之后，排入空气；
S4：设置通风装置：在所述危险煤层巷道内设置通风装置，采用抽出式通风，所述通风装置设置有反风部件，当矿井井下发生火灾等事故，需要反风时，可用于改变巷道内风流方向；
S5：收集危险区气体：通过引风机持续收集危险煤层区域气体，并将气体送至瓦斯检测模块；
S6：检测气体浓度：通过所述瓦斯检测模块测量瓦斯浓度，瓦斯超标后，瓦斯传感器内的半导体气敏元件感应后会产生信号，转化为电信号传给声光报警器，并将报警信息发送至地面控制台。
在步骤S1中,可通过查阅地质资料，结合采矿和掘进现场，确定采煤面或者掘进面的地应力变化情况，最终确定具有瓦斯突出倾向的危险煤层。
在步骤S2中，应当确定，爆破地点附近30m内风流中瓦斯浓度达到1.0％时，停止爆破。
如图3所示，所述瓦斯检测模块包括瓦斯传感器、声光报警器和数据发送模块，所述数据发送模块为北斗RDSS模块，当瓦斯浓度超标后，瓦斯传感器内的半导体气敏元件感应后会产生信号，转化为电信号传给声光报警器，这时警报声就会响起，瓦斯传感器选用半导体气敏元件MQ-2作为瓦斯传感器，该传感器能检测可燃气体和烟雾。
可选的，所述通风装置设置有多个，分别设置在巷道两侧和巷道顶部和上隅角位置。如图2所示，所述上隅角设置有导风板，所述导风板与巷道顶部夹角为45°。风筒距工作面的距离超过5米，并保证工作面有足够的风量。
上述方法中提到的抽气机，内部设置有水箱和吸附部件，所述吸附部件为活性炭管，所述水箱内盛装有瓦斯消溶剂和水，所述瓦斯消溶剂为醋酸和酵母的水溶液。
可选的，所述反风部件需在10分钟内改变巷道内风流方向。
可选的，所述装药杆上设置有挡片，用于固定炸药卷位置，保证炸药卷在钻孔内均匀排列。
可选的，所述引爆装置为毫秒瞬发电雷管，采用电起爆方式起爆。
可选的，所述巷道内撒布有岩粉，使煤尘不易飞扬失去爆炸性。当爆炸冲击波冲起岩粉时，它还具有吸热和阻燃作用。
应理解为，上述步骤S3和S5都对瓦斯气体进行收集，但是其所收集的位置不同，步骤S3中，对裂隙形成的抽瓦斯通道的瓦斯气体进行抽取，并对其进行过滤和吸附，然后排入空气；步骤S5中是对危险煤层附近区域的其他进行收集，并将其送至瓦斯检测模块，对其浓度进行检测，超标时，声光报警器开始报警，并将警情通过北斗RDSS模块发送至底面控制台。
需要强调的是，采掘面及其他作业地点风流中瓦斯浓度达到1.0％时，必须停止用电钻打孔，爆破地点附近30m内风流中瓦斯浓度达到1.0％时，停止爆破，体积大于0.5m3内积聚的瓦斯浓度达到2.0％时，附近30m内必须停止工作，撤出人员，切断电源。
以上已经描述了本发明的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (10)
1.一种煤矿的瓦斯防治方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：打孔：利用隧道超前地质预报，确定危险煤层和打孔坐标，使用煤粉钻进行预打孔，初步确定进孔深度，形成孔眼，然后使用具有瓦斯检测功能的钻头在所述孔眼内继续打孔，所述钻头检测到瓦斯之后，停止打孔，形成钻孔；
S2：爆破裂隙：向钻孔内注水至孔口，将已固定炸药卷和水炮泥的利用装药杆送入已注满水的钻孔内，启动引爆装置，引爆炸药卷，利用炸药卷爆破能量，在钻孔的引导作用下按一定延伸方向产生裂隙，进而形成抽瓦斯通道；
S3：抽取瓦斯气体：通过抽气机对所述抽瓦斯通道内的瓦斯气体进行抽取，所述抽气机内部设置有水箱和吸附部件，将瓦斯气体进行过滤吸附之后，排入空气；
S4：设置通风装置：在所述危险煤层巷道内设置通风装置，采用抽出式通风，所述通风装置设置有反风部件，用于改变巷道内风流方向；
S5：收集危险区气体：通过引风机持续收集危险煤层区域气体，并将气体送至瓦斯检测模块；
S6：检测气体浓度：通过所述瓦斯检测模块测量瓦斯浓度，瓦斯超标后，瓦斯传感器内的半导体气敏元件感应后会产生信号，转化为电信号传给声光报警器，并将报警信息发送至地面控制台。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿的瓦斯防治方法，其特征在于，所述瓦斯检测模块包括瓦斯传感器、声光报警器和数据发送模块，所述数据发送模块为北斗RDSS模块。
3.根据权利要求2所述的一种煤矿的瓦斯防治方法，其特征在于，所述通风装置设置有多个，分别设置在巷道两侧和巷道顶部和上隅角位置。
4.根据权利要求3所述的一种煤矿的瓦斯防治方法，其特征在于，所述吸附部件为活性炭管。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿的瓦斯防治方法，其特征在于，所述水箱内盛装有瓦斯消溶剂和水，所述瓦斯消溶剂为醋酸和酵母的水溶液。
6.根据权利要求5所述的一种煤矿的瓦斯防治方法，其特征在于，所述反风部件需在10分钟内改变巷道内风流方向。
7.根据权利要求6所述的一种煤矿的瓦斯防治方法，其特征在于，所述上隅角设置有导风板，所述导风板与巷道顶部夹角为45°。
8.根据权利要求7所述的一种煤矿的瓦斯防治方法，其特征在于，所述装药杆上设置有挡片，用于固定炸药卷位置，保证炸药卷在钻孔内均匀排列。
9.根据权利要求8所述的一种煤矿的瓦斯防治方法，其特征在于，所述引爆装置为毫秒瞬发电雷管，采用电起爆方式起爆。
10.根据权利要求9所述的一种煤矿的瓦斯防治方法，其特征在于，所述巷道内撒布有岩粉。
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