CN113944497B - 一种废弃矿井井筒气体泄漏防治方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种废弃矿井井筒气体泄漏防治方法，通过观测多个井筒内的气体压差以及浓度，并检查井筒漏气情况，确定漏气井筒；当一个或多个井筒的压差为正值，且所有井筒的压差之和为负值时，即总体进气；将所有井筒通过连通管路并联在一起，并通过设置在连通管路上的阀门调节，控制所有井筒的压差均为负值；当一个或多个井筒的压差为正值，且所有井筒的压差之和为正值时，即总体出气；将所有井筒通过连通管路并联在一起，降低原漏气井筒正压压差的效果，打开抽采设备进行抽采，控制所有井筒的压差和为负值；防止井筒瓦斯泄漏造成安全隐患，避免瓦斯气体排空造成资源浪费和环境污染，集中抽采利用，提高经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及废弃矿井瓦斯治理技术领域，具体为一种废弃矿井井筒气体泄漏防治方法。
背景技术
随着我国能源结构性改革深入推进，大量经营亏损、灾害严重、资源枯竭的煤矿陆续关闭退出，大量井筒面临封闭，其中部分封闭井筒存在不同程度的瓦斯泄漏现象。
大部分废弃矿井井下巷道、井筒分别采用封闭墙、盖板的封闭方式，由于封闭不严使井筒之间形成气流通路，在自然风压、采空区气压双重作用下造成部分井筒向地面泄漏瓦斯，是重大安全隐患，同时造成环境污染及资源浪费。
目前现有技术中主要有三种方法来解决上述问题；
一、漏气井筒安设排气管，并配套避雷针、防回火等设施；该方式可一定程度上解决瓦斯泄漏造成的安全问题，但加大了造成环境污染和资源浪费。
二、在井筒注浆加强封闭；该方式存在两个缺点，一是准确找到漏气位置难度很大，二是高压注浆可能引起新的气流通道。
三、抽采利用；该方式存在两个缺点，一是低浓瓦斯运输利用成本高、风险大，如果气源不足，可能不具备经济效益；二是一般废弃矿井周围用户很少，可能造成电量放空。
申请号为“201710383542.5”的专利公开了一种废弃矿井井下瓦斯治理新工艺，该工艺步骤为：1)在废弃煤矿封闭前对井下分巷道实施封堵，并在封堵墙上部预留钢管孔，使内外连通；2)井下多个分巷道封堵墙上预留钢管孔分别与井下瓦斯抽排总管道系统联接，进行瓦斯抽排；3)将封堵的巷道排水与主巷道排水连通，并在井下位置低处修建蓄水仓，安装抽水泵及水管将井下涌水正常抽排到地面，达到煤矿封闭后可实现井下涌水正常抽排的效果；4)对废弃矿井主副井口进行封闭，平硐、斜井以砌筑料石墙加黄土填充形预埋钢管，立井以钢筋混凝土盖板形式封堵主副井口，同时预埋钢管使内外连通；5)通过地面瓦斯排采设备对井下瓦斯进行排采。将分巷道与井下瓦斯抽排总管道系统联接，进行瓦斯抽排，井下气压一致，对废弃矿井主副井口进行封闭，封堵后的井口与自然风压、采空区气压可能产生压差，造成瓦斯泄漏，对于泄漏瓦斯并没有进一步处理。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于降低或消除废弃矿井各井筒端的压差，防止井筒瓦斯泄漏。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种废弃矿井井筒气体泄漏防治方法，包括以下步骤：
步骤一：观测多个井筒(1)内的气体压差以及浓度，并检查井筒(1)漏气情况，确定漏气井筒(1)；
步骤二：当一个或多个所述井筒(1)的压差为正值，且所有所述井筒(1)的压差之和为负值时，即总体进气；将所有所述井筒(1)通过连通管路(2)并联在一起，并通过调节设置在连通管路(2)上的阀门(5)，控制所有所述井筒(1)的压差均为负值；
或当一个或多个所述井筒(1)的压差为正值，且所述所有井筒(1)的压差之和为正值时，即总体出气；将所述所有井筒(1)通过连通管路(2)并联在一起，打开抽采设备(4)对井筒(1)进行抽采，控制所有所述井筒(1)的压差和为负值。
作为进一步优化的技术方案，所有所述井筒(1)通过抽采管(3)与抽采设备(4)连通。
作为进一步优化的技术方案，所述连通管路(2)包括排气管(21)、主管(22)，所述排气管(21)的一端穿过井筒(2)端口处的盖板(6)与井筒(1)连通，另一端与主管(22)通过螺纹连接或焊接。
作为进一步优化的技术方案，所述排气管(21)上设置有气嘴(211)，所述气嘴(211)上设置有压力计、浓度测量仪。
作为进一步优化的技术方案，所述阀门(5)设置在排气管(21)上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)观测多个井筒内的气体压差以及浓度，并检查井筒漏气情况，确定漏气井筒；当一个或多个井筒的压差为正值，且所有井筒的压差之和为负值时，即总体进气；此时，将所有井筒通过连通管路并联在一起，并调节设置在连通管路上的阀门，控制所有井筒的压差均为负值，即所有井筒均为进气，即可实现防治井筒气体泄漏的目的。
(2)观测多个井筒内的气体压差以及浓度，并检查井筒漏气情况，确定漏气井筒；当一个或多个井筒的压差为正值，且所有井筒的压差之和为正值时，即总体出气；此时，将所有井筒通过连通管路并联在一起，并通过调节设置在连通管路上的阀门，可以降低原漏气井筒端的正压压差，并减少井筒的瓦斯散逸量，但不能完全杜绝瓦斯泄漏；打开抽采设备，对井筒进行抽采，控制所有所述井筒的压差和为负值，即所有所述井筒为进气，实现防治井筒气体泄漏的目的。
(3)防止井筒瓦斯泄漏造成安全隐患，又避免瓦斯气体排空造成资源浪费和环境污染，保障了采空区瓦斯高效经历抽采利用，提高经济效益。
附图说明
图1为本发明实施例中一种废弃矿井井筒气体泄漏防治方法的示意图；
其中：1井筒、2连通管路、21排气管、211气嘴、22主管、3抽采管、4抽采设备、5阀门、6盖板。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
如图1所示，本实施例公开了一种废弃矿井井筒气体泄漏防治方法，包括以下步骤：
步骤一：观测多个井筒1内的气体压差以及浓度，并检查井筒1漏气情况，确定漏气井筒1；
步骤二：当一个或多个所述井筒1的压差为正值，且所述所有井筒1的压差之和为负值时，即总体进气；将所述所有井筒1通过连通管路2并联在一起，并通过设置在连通管路2上的阀门5调节，控制所有所述井筒1的压差均为负值。
所述井筒1有三个，出口端设置在地面上，另一端设置在井下。
所述连通管路2包括排气管21、主管22，所述排气管21的一端与井筒1连通，另一端与主管22通过螺纹连接。
所述排气管21上设置有气嘴211，所述气嘴211与压力计、浓度测量仪配合使用，通过压力计观测多个井筒1内的气体压差，通过浓度测量仪观测多个井筒1内的气体浓度。
所述阀门5设置在排气管21位于位于气嘴211的上方，通过阀门5调节控制采空区抽采量；阀门5还设置在抽采管3上。
盖板6设置在井筒1的出口端将井筒1与外界封闭，排气管21的一端穿过所述盖板6与井筒1连通。
使用时，将压力计设置在气嘴211上，观测三个井筒1内的气体压差，将浓度测量仪设置在气嘴211上，观测三个井筒1内的气体浓度，检查井筒1的漏气情况，确定漏气井筒1，当其中一个井筒1的压差为正值，且三个井筒1的压差之和为负值时，即总体进气，此时将三个井筒1通过连通管路2并联在一起，实现三个井筒1的均压，排气管21的一端穿过盖板6与井筒1连通，另一端与主管22螺纹连接形成通路，通过调节设置在排气管21上的阀门5，控制三个井筒1的压差均为负值，使三个井筒1均为进气，此时不需要使用抽采设备4，即可实现防治井筒气体泄漏目的，实施例一适用于瓦斯等级较低、采空区遗留瓦斯量较小、瓦斯抽采利用经济效益较差的废弃矿井或采区。
实施例二
如图1所示，本实施例公开了一种废弃矿井井筒气体泄漏防治方法，包括以下步骤：
步骤一：观测多个井筒1内的气体压差以及浓度，并检查井筒1漏气情况，确定漏气井筒1；
步骤二：当一个或多个所述井筒1的压差为正值，且所述所有井筒1的压差之和为正值时，即总体出气；将所述所有井筒1通过连通管路2并联在一起，打开抽采设备4对井筒1进行抽采，控制所有所述井筒1的压差和为负值。
所述井筒1有三个，出口端设置在地面上，另一端设置在地面下。
所述连通管路2包括排气管21、主管22，所述排气管21的一端与井筒1连通，另一端与主管22通过螺纹连接。
所述排气管21上设置有气嘴211，所述气嘴211与压力计、浓度测量仪配合使用，通过压力计观测多个井筒1内的气体压差，通过浓度测量仪观测多个井筒1内的气体浓度。
所述抽采管3与抽采设备4连接，通过抽采设备4对井筒1进行抽采。
所述阀门5设置在排气管21位于位于气嘴211的上方，通过阀门5调节控制采空区抽采量；阀门5还设置在抽采管3上。
盖板6设置在井筒1的出口端将井筒1与外界封闭，排气管21的一端穿过所述盖板6与井筒1连通。
使用时，将压力计设置在气嘴211上，观测三个井筒1内的气体压差，将浓度测量仪设置在气嘴211上，观测三个井筒1内的气体浓度，检查井筒1的漏气情况，确定漏气井筒1，当其中一个井筒1的压差为正值，且三个井筒1的压差之和为正值时，即总体出气，此时将三个井筒1通过连通管路2并联在一起，实现三个井筒1的均压，通过调节设置在排气管21上的阀门5，实现降低原漏气井筒1正压压差的效果，可以减少压差为正值的井筒1的瓦斯散逸量，但不能完全杜绝，排气管21的一端穿过盖板6与井筒1连通，另一端与主管22螺纹连接形成通路，抽采管3与抽采设备4连通；打开抽采设备4，对井筒1进行抽采，观测压力计数据，同时调节抽采设备4的负压和风量、阀门5控制采空区抽采量，控制所有井筒1的压差之和为负值，即可实现防治井筒气体泄漏目的，杜绝压差为正值的井筒1的瓦斯散逸。实施例二适用于瓦斯等级较高、采空区遗留瓦斯量较大、瓦斯抽采利用经济效益较好的废弃矿井或采区。
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 (4)
1.一种废弃矿井井筒气体泄漏防治方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：观测多个井筒(1)内的气体压差以及浓度，并检查井筒(1)漏气情况，确定漏气井筒(1)；
步骤二：当一个或多个所述井筒(1)的压差为正值，且所有所述井筒(1)的压差之和为负值时，即总体进气；将所有所述井筒(1)通过连通管路(2)并联在一起，并通过调节设置在连通管路(2)上的阀门(5)，对所有井筒(1)进行均压，控制所有所述井筒(1)的压差均为负值，无需使用抽采设备(4)；
或当一个或多个所述井筒(1)的压差为正值，且所有所述井筒(1)的压差之和为正值时，即总体出气；将所述所有井筒(1)通过连通管路(2)并联在一起，调节排气管(21)上的阀门(5)，对所有井筒(1)进行均压，打开抽采设备(4)对井筒(1)进行抽采，控制所有所述井筒(1)的压差和为负值；
所述连通管路(2)包括排气管(21)、主管(22)，所述排气管(21)的一端穿过井筒(1)端口处的盖板(6)与井筒(1)连通，另一端与主管(22)连接，所有所述井筒(1)通过抽采管(3)与抽采设备(4)连通。
2.根据权利要求1所述的一种废弃矿井井筒气体泄漏防治方法，其特征在于，所述排气管(21)的另一端与主管(22)通过螺纹连接或焊接。
3.根据权利要求2所述的一种废弃矿井井筒气体泄漏防治方法，其特征在于，所述排气管(21)上设置有气嘴(211)，所述气嘴(211)上设置有压力计、浓度测量仪。
4.根据权利要求2所述的一种废弃矿井井筒气体泄漏防治方法，其特征在于，所述阀门(5)设置在排气管(21)上。
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