CN114112559B - 一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法 - Google Patents
一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114112559B CN114112559B CN202111445717.3A CN202111445717A CN114112559B CN 114112559 B CN114112559 B CN 114112559B CN 202111445717 A CN202111445717 A CN 202111445717A CN 114112559 B CN114112559 B CN 114112559B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- winch
- coal
- intrinsic safety
- spontaneous combustion
- sliding mechanism
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000003245 coal Substances 0.000 title claims abstract description 131
- 238000005070 sampling Methods 0.000 title claims abstract description 85
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 title claims abstract description 77
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 72
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 43
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 185
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 93
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 82
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 76
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 76
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 70
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 62
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 60
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 60
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims abstract description 38
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 38
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000009838 combustion analysis Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 38
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 15
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 14
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 12
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 9
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 9
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 claims 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims 7
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 206010003497 Asphyxia Diseases 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 238000005246 galvanizing Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/02—Devices for withdrawing samples
- G01N1/22—Devices for withdrawing samples in the gaseous state
- G01N1/24—Suction devices
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
- B08B3/02—Cleaning by the force of jets or sprays
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
- E21F5/00—Means or methods for preventing, binding, depositing, or removing dust; Preventing explosions or fires
Abstract
本发明公开一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，包括步骤：一、滑移机构在钢管道内的初始化位置设置；二、启动运行气体采样防控装置；三、滑移机构是否位于氧化带区域内位置判定；四、煤自燃分析注氮预警判断；五、滑移机构沿煤层开挖正方向移动至下一个透气管；六、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域；七、滑移机构沿煤层开挖反方向移动至下一个透气管；八、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域；九、按照步骤四所述的方法判断煤自燃注氮预警。本发明通过对采空区氧化带和煤自燃预警判断，实现采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统在采空区氧化带区域内的实时动态循环监测，便于推广使用。
Description
技术领域
本发明属于采空区煤自燃防控技术领域，具体涉及一种采空区煤自燃智能动态精准采样防控方法。
背景技术
煤炭目前还是我国最主要的能源，且我国煤炭储量十分丰富。全国约75％的工业燃料和动力，60％的化工原料和绝大部分的民用燃料依靠煤炭，煤炭的开采和利用对我国的发展起着重要作用。
煤自燃发火的危害十分巨大。它不仅使灾区经年累月烟火弥漫，生态环境严重恶化，还会造成煤炭资源的巨大浪费，并成为地球大气污染的重要来源，而引起煤自燃的原因十分复杂，扑灭难度十分困难，因为采空区遗煤自燃高温点在地下隐蔽空间运移，人们无法直接观测到，且采空区煤自燃产生各类可燃可爆气体众多，煤自燃过程极有可能引发瓦斯爆炸等更加严重的继发性灾害。
在现阶段，我国煤矿常用的采空区煤自燃防控技术是指在规定的气体采样区域设置束管采样，同时布置注氮管路，即随着工作面推进，在规定气体采样区域需多次布设束管和注氮管路；然而这种在采空区指定区域的煤自燃防控技术，束管采样时无法实时、动态的进行气体采样，气体采样达不到时间上的及时性和空间上的连续性，从而影响采空区煤自燃防控效率，增加煤自燃潜在风险；注氮防控时无法精准的对采空区煤自燃预警区域进行防控，大区域内注氮会严重影响注氮惰化效率，造成氮气资源浪费，多次布设束管和注氮管路无法回收再利用，不仅增加了工人劳动负担，也造成材料的浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种采空区煤自燃智能动态精准采样防控方法，通过对采空区氧化带和煤自燃预警条件判断，实现采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统在采空区氧化带内的对采空区煤自燃区域实时循环动态监测，提高采空区煤自燃防控效率，并可以通过注氮机构第一时间对煤自燃预警风险区域进行精准注氮防控灭火，便于推广使用。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，利用采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统进行采空区煤自燃智能动态精准采样及防控，所述采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统包括两组分别沿煤层进风巷和煤层回风巷的延伸方向伸入至采空区内的气体采样防控装置，所述气体采样防控装置包括设置在采空区内远离煤层一端端部位置处的保护箱体、沿煤层开挖长度方向布设且与保护箱体连接的钢管道和设置在钢管道远离采空区一端外侧且位于联络巷道内的一号卷扬机，一号卷扬机上设置有测长传感器，所述保护箱体内设置有二号卷扬机；所述钢管道内设置有滑移机构，所述钢管道包括多个透气管，透气管上开设有多个透气孔，相邻两个透气管通过连接管连接；所述滑移机构包括中心连接轴以及分别设置在中心连接轴两侧的一号活塞式栓塞和二号活塞式栓塞，一号活塞式栓塞和二号活塞式栓塞均通过两个镀锌垫片固定在中心连接轴上，一号活塞式栓塞、二号活塞式栓塞和透气管配合形成采样空腔，中心连接轴伸出一号活塞式栓塞的一端与一号卷扬机上的一号钢丝绳连接，中心连接轴伸出二号活塞式栓塞的一端与二号卷扬机上的二号钢丝绳连接，所述一号活塞式栓塞上分别穿设有抽气束管、冲水管和注氮管，所述抽气束管位于所述采样空腔内的一端设置有过滤管，抽气束管远离所述采样空腔且位于联络巷道内的一端连接有气体采样机构，所述气体采样机构包括和抽气束管连接的抽气泵，抽气泵的抽气端设置有气体流量传感器，抽气泵的输气端连接有吸附式干燥机，吸附式干燥机连接有本安型多参数传感器；所述冲水管位于所述采样空腔内的一端设置有朝向过滤管的冲水喷头，冲水管远离所述采样空腔且位于联络巷道内的一端连接有冲水机构，所述冲水机构包括和冲水管连接的高压水泵；所述注氮管远离所述采样空腔且位于联络巷道内的一端连接有注氮机构，所述注氮机构包括和注氮管连接的注氮机，注氮机连接有制氮机；所述联络巷道内还设置有本安型监测主机和三个分别用于抽气束管、冲水管、注氮管的双履带牵引器，三个双履带牵引器均由本安型监测主机控制；
其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、滑移机构在钢管道内的初始化位置设置：根据氧气浓度划分采空区三带标准，将所述钢管道内的滑移机构初始位置设置在采空区氧化带和窒息带的临界位置处；
步骤二、启动运行气体采样防控装置：本安型监测主机控制一号卷扬机和二号卷扬机开启，一号卷扬机卷收一号钢丝绳牵引所述滑移机构沿煤层开采正方向移动，二号卷扬机扬放二号钢丝绳，同时本安型监测主机控制三个双履带牵引器开启，三个双履带牵引器分别进行抽拉抽气束管、冲水管和注氮管，利用一号卷扬机上的测长传感器测量一号钢丝绳的卷收长度，当一号钢丝绳的卷收长度为一个连接管的长度时，表明滑移机构移动到个第一透气管位置处，本安型监测主机关闭一号卷扬机、二号卷扬机和三个双履带牵引器，并执行步骤三，其中，所述煤层开采正方向指煤层开挖方向；
步骤三、滑移机构是否位于氧化带区域内位置判定：本安型监测主机控制抽气泵开启，通过抽气束管在所述采样空腔进行气体采样，采集的气体样本通过抽气泵进入吸附式干燥机，气体样本在吸附式干燥机干燥完成后输送至本安型多参数传感器进行检测，本安型监测主机根据本安型多参数传感器气体样本检测结果中的氧气浓度，判定所述滑移机构是否位于氧化带区域，如果是氧化带区域，执行步骤四，如果不是氧化带区域，执行步骤五；
步骤四、煤自燃分析注氮预警判断：本安型监测主机根据本安型多参数传感器气体样本检测结果中的氧气、一氧化碳和甲烷等气体浓度参数进行分析判定是否达到煤自燃预警条件，如果达到煤自燃预警条件，进行注氮防控预警，本安型监测主机控制制氮机和注氮机开启，通过注氮管进行注氮，同时本安型监测主机发出预警；如果没有达到煤自燃预警条件，执行步骤五；
步骤五、滑移机构沿煤层开采正方向移动至下一个透气管：本安型监测主机控制一号卷扬机和二号卷扬机开启，一号卷扬机卷收一号钢丝绳牵引所述滑移机构沿煤层开采正方向移动，二号卷扬机扬放二号钢丝绳，同时本安型监测主机控制三个双履带牵引器开启，三个双履带牵引器分别进行抽拉抽气束管、冲水管和注氮管，利用一号卷扬机上的测长传感器测量一号钢丝绳的卷收长度，当一号钢丝绳的卷收长度为一个连接管的长度时，表明滑移机构移动到下个透气管位置处，本安型监测主机关闭一号卷扬机、二号卷扬机和三个双履带牵引器，执行步骤六；
步骤六、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域：如果是氧化带区域，执行步骤四，如果不是氧化带区域，执行步骤七；
步骤七、滑移机构沿煤层开采反方向移动至下一个透气管：本安型监测主机控制一号卷扬机和二号卷扬机开启，二号卷扬机卷收二号钢丝绳牵引滑移机构沿煤层开采反方向移动，一号卷扬机扬放一号钢丝绳，利用一号卷扬机上的测长传感器测量一号钢丝绳的扬放长度，当一号钢丝绳扬放长度为一个连接管的长度时，表明滑移机构滑移到下一个透气管位置处，本安型监测主机关闭一号卷扬机和二号卷扬机，并执行步骤八，其中，所述煤层开采反方向指煤层开挖相反的方向；
步骤八、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域：如果是氧化带区域，执行步骤九，如果不是，执行步骤五；
步骤九、按照步骤四所述的方法判断煤自燃注氮预警：如果达到煤自燃预警条件，进行注氮防控预警，本安型监测主机控制制氮机和注氮机开启，通过注氮管进行注氮，同时本安型监测主机发出预警；如果没有达到煤自燃预警条件，执行步骤七，直至煤层开挖完成。
上述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述方法还包括过滤管杂质清理，在气体采样过程中，利用气体利用气体流量传感器检测气体流量，当气体流量低于气体流量下阈值时，本安型无线检测主机控制高压水泵开启，通过冲水喷头进行过滤管冲洗。
上述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述测长传感器、气体流量传感器和本安型多参数传感器均与本安型监测主机连接。
上述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述一号卷扬机、二号卷扬机、抽气泵、吸附式干燥机、高压水泵、注氮机、制氮机均由本安型监测主机控制。
上述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述连接管的长度为1m～5m
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明通过对采空区氧化带和煤自燃预警条件判断，实现采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统在采空区氧化带内的煤自燃区域实时循环动态监测，提高采空区煤自燃防控效率，并通过注氮机构第一时间对煤自燃预警风险区域进行精准注氮防控灭火，便于推广使用。
2、本发明利用气体流量传感器，实时监测气体采样状态，通过冲水机构对过滤管进行清理，防止过滤管堵塞而导致无法正常气体采样，可靠稳定，使用效果好。
3、本发明方法步骤简单，先布设两组分别沿煤层进风巷和煤层回风巷的延伸方向伸入至采空区内的气体采样防控装置，并将所述气体采样防控装置的滑移机构滑移机构初始位置设置在采空区氧化带和窒息带的临界位置处，然后启动运行气体采样防控装置即可，便于推广使用。
综上所述，本发明通过对采空区氧化带和煤自燃预警条件判断，实现采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统在采空区氧化带内的煤自燃区域实时循环动态监测，提高采空区煤自燃防控效率，并可以通过注氮机构第一时间对煤自燃预警风险区域进行精准注氮防控灭火，便于推广使用。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明装置的使用状态示意图。
图2为图1的A处放大示意图。
图3为图2的C-C剖面示意图。
图4为图1的B处放大示意图。
图5为本发明装置的电路原理框图。
图6为本发明装置的滑移机构在钢管道内使用状态示意图。
图7为本发明装置的透气管结构示意图。
图8为本发明装置的连接管结构示意图。
图9为本发明方法的方法流程框图。
附图标记说明:
1—采空区；2—煤层进风巷；3—煤层回风巷；
4—本安型监测主机；5—钢管道；5-1—透气管；
5-2—连接管；5-3—透气孔；6—一号卷扬机；
6-1—一号钢丝绳；6-2—测长传感器；7—二号卷扬机；
7-1—二号钢丝绳；8—一号活塞式栓塞；9—二号活塞式栓塞；
10—镀锌垫片；11—中心连接轴；12—本安型多参数传感器；
13—吸附式干燥机；14—抽气泵；14-1—抽气束管
14-2—过滤管；14-3—气体流量传感器15—高压水泵；
15-1—冲水管；15-2—冲水喷头；16—制氮机；
17—注氮机；17-1—注氮管；18—双履带牵引器；
19—保护箱体；20—联络巷道。
具体实施方式
如图1至图9所示，本发明的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，利用采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统进行采空区煤自燃智能动态精准采样及防控，所述采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统包括两组分别沿煤层进风巷2和煤层回风巷3的延伸方向伸入至采空区1内的气体采样防控装置，所述气体采样防控装置包括设置在采空区1内远离煤层一端端部位置处的保护箱体19、沿煤层开挖长度方向布设且与保护箱体19连接的钢管道5和设置在钢管道5远离采空区一端外侧且位于联络巷道20内的一号卷扬机6，一号卷扬机6上设置有测长传感器6-2，所述保护箱体19内设置有二号卷扬机7；所述钢管道5内设置有滑移机构，所述钢管道5包括多个透气管5-1，透气管5-1上开设有多个透气孔5-3，相邻两个透气管5-1通过连接管5-2连接；所述滑移机构包括中心连接轴11以及分别设置在中心连接轴11两侧的一号活塞式栓塞8和二号活塞式栓塞9，一号活塞式栓塞8和二号活塞式栓塞9均通过两个镀锌垫片10固定在中心连接轴11上，一号活塞式栓塞8、二号活塞式栓塞9和透气管5-1配合形成采样空腔，中心连接轴11伸出一号活塞式栓塞8的一端与一号卷扬机6上的一号钢丝绳6-1连接，中心连接轴11伸出二号活塞式栓塞9的一端与二号卷扬机7上的二号钢丝绳7-1连接，所述一号活塞式栓塞8上分别穿设有抽气束管14-1、冲水管15-1和注氮管17-1，所述抽气束管14-1位于所述采样空腔内的一端设置有过滤管14-2，抽气束管14-1远离所述采样空腔且位于联络巷道20内的一端连接有气体采样机构，所述气体采样机构包括和抽气束管14-1连接的抽气泵14，抽气泵14的抽气端设置有气体流量传感器14-3，抽气泵14的输气端连接有吸附式干燥机13，吸附式干燥机13连接有本安型多参数传感器12；所述冲水管15-1位于所述采样空腔内的一端设置有朝向过滤管14-2的冲水喷头15-2，冲水管15-1远离所述采样空腔且位于联络巷道20内的一端连接有冲水机构，所述冲水机构包括和冲水管15-1连接的高压水泵15；所述注氮管17-1远离所述采样空腔且位于联络巷道20内的一端连接有注氮机构，所述注氮机构包括和注氮管17-1连接的注氮机17，注氮机17连接有制氮机16；所述联络巷道20内还设置有本安型监测主机4和三个分别用于抽气束管14-1、冲水管15-1、注氮管17-1的双履带牵引器18，三个双履带牵引器18均由本安型监测主机4控制；
其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、滑移机构在钢管道内的初始化位置设置：根据氧气浓度划分采空区三带标准，将所述钢管道5内的滑移机构初始位置设置在采空区1氧化带和窒息带的临界位置处；
步骤二、启动运行气体采样防控装置：本安型监测主机4控制一号卷扬机6和二号卷扬机7开启，一号卷扬机6卷收一号钢丝绳6-1牵引所述滑移机构沿煤层开采正方向移动，二号卷扬机(7)扬放二号钢丝绳7-1，同时本安型监测主机4控制三个双履带牵引器18开启，三个双履带牵引器18分别进行抽拉抽气束管14-1、冲水管15-1和注氮管17-1，利用一号卷扬机6上的测长传感器6-2测量一号钢丝绳6-1的卷收长度，当一号钢丝绳6-1的卷收长度为一个连接管5-2的长度时，表明滑移机构移动到个第一透气管5-1位置处，本安型监测主机4关闭一号卷扬机6、二号卷扬机7和三个双履带牵引器18，并执行步骤三，其中，所述煤层开采正方向指煤层开挖方向；
步骤三、滑移机构是否位于氧化带区域内位置判定：本安型监测主机4控制抽气泵14开启，通过抽气束管14-1在所述采样空腔进行气体采样，采集的气体样本通过抽气泵14进入吸附式干燥机13，气体样本在吸附式干燥机13干燥完成后输送至本安型多参数传感器12进行检测，本安型监测主机4根据本安型多参数传感器12气体样本检测结果中的氧气浓度，判定所述滑移机构是否位于氧化带区域，如果是氧化带区域，执行步骤四，如果不是氧化带区域，执行步骤五；
步骤四、煤自燃分析注氮预警判断：本安型监测主机4根据本安型多参数传感器12气体样本检测结果中的氧气、一氧化碳和甲烷等气体浓度参数进行分析判定是否达到煤自燃预警条件，如果达到煤自燃预警条件，进行注氮防控预警，本安型监测主机4控制制氮机16和注氮机17开启，通过注氮管17-1进行注氮，同时本安型监测主机4发出预警；如果没有达到煤自燃预警条件，执行步骤五；
步骤五、滑移机构沿煤层开采正方向移动至下一个透气管：本安型监测主机4控制一号卷扬机6和二号卷扬机7开启，一号卷扬机6卷收一号钢丝绳6-1牵引所述滑移机构沿煤层开采正方向移动，二号卷扬机7扬放二号钢丝绳7-1，同时本安型监测主机4控制三个双履带牵引器18开启，三个双履带牵引器18分别进行抽拉抽气束管14-1、冲水管15-1和注氮管17-1，利用一号卷扬机6上的测长传感器6-2测量一号钢丝绳6-1的卷收长度，当一号钢丝绳6-1的卷收长度为一个连接管5-2的长度时，表明滑移机构移动到下个透气管5-1位置处，本安型监测主机4关闭一号卷扬机(6)、二号卷扬机7和三个双履带牵引器18，执行步骤六；
步骤六、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域：如果是氧化带区域，执行步骤四，如果不是氧化带区域，执行步骤七；
步骤七、滑移机构沿煤层开采反方向移动至下一个透气管：本安型监测主机4控制一号卷扬机6和二号卷扬机7开启，二号卷扬机7卷收二号钢丝绳7-1牵引滑移机构沿煤层开采反方向移动，一号卷扬机6扬放一号钢丝绳6-1，利用一号卷扬机6上的测长传感器6-2测量一号钢丝绳6-1的扬放长度，当一号钢丝绳6-1扬放长度为一个连接管5-2的长度时，表明滑移机构滑移到下一个透气管5-1位置处，本安型监测主机4关闭一号卷扬机6和二号卷扬机7，并执行步骤八，其中，所述煤层开采反方向指煤层开挖相反的方向；
步骤八、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域：如果是氧化带区域，执行步骤九，如果不是，执行步骤五；
步骤九、按照步骤四所述的方法判断煤自燃注氮预警：如果达到煤自燃预警条件，进行注氮防控预警，本安型监测主机4控制制氮机16和注氮机17开启，通过注氮管17-1进行注氮，同时本安型监测主机4发出预警；如果没有达到煤自燃预警条件，执行步骤七，直至煤层开挖完成。
本实施例中，所述方法还包括过滤管杂质清理，在气体采样过程中，利用气体利用气体流量传感器14-3检测气体流量，当气体流量低于气体流量下阈值时，本安型无线检测主机4控制高压水泵15开启，通过冲水喷头15-2进行过滤管14-2冲洗。
本实施例中，所述测长传感器6-2、气体流量传感器14-3和本安型多参数传感器12均与本安型监测主机4连接。
本实施例中，所述一号卷扬机6、二号卷扬机7、抽气泵14、吸附式干燥机13、高压水泵15、注氮机17、制氮机16均由本安型监测主机4控制。
本实施例中，其特征在于：所述连接管5-2的长度为1m～5m
本发明实施时，先布设两组分别沿煤层进风巷2和煤层回风巷3的延伸方向伸入至采空区1内的气体采样防控装置，并将所述气体采样防控装置的滑移机构滑移机构初始位置设置在采空区1氧化带和窒息带的临界位置处，然后启动运行气体采样防控装置即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (5)
1.一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，利用采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统进行采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，所述采空区煤自燃智能动态精准采样防控系统包括两组分别沿煤层进风巷（2）和煤层回风巷（3）的延伸方向伸入至采空区（1）内的气体采样防控装置，所述气体采样防控装置包括设置在采空区（1）内远离煤层一端端部位置处的保护箱体（19）、沿煤层开挖长度方向布设且与保护箱体（19）连接的钢管道（5）和设置在钢管道（5）远离采空区一端外侧且位于联络巷道（20）内的一号卷扬机（6），一号卷扬机（6）上设置有测长传感器（6-2），所述保护箱体（19）内设置有二号卷扬机（7）；所述钢管道（5）内设置有滑移机构，所述钢管道（5）包括多个透气管（5-1），透气管（5-1）上开设有多个透气孔（5-3），相邻两个透气管（5-1）通过连接管（5-2）连接；所述滑移机构包括中心连接轴（11）以及分别设置在中心连接轴（11）两侧的一号活塞式栓塞（8）和二号活塞式栓塞（9），一号活塞式栓塞（8）和二号活塞式栓塞（9）均通过两个镀锌垫片（10）固定在中心连接轴（11）上，一号活塞式栓塞（8）、二号活塞式栓塞（9）和透气管（5-1）配合形成采样空腔，中心连接轴（11）伸出一号活塞式栓塞（8）的一端与一号卷扬机（6）上的一号钢丝绳（6-1）连接，中心连接轴（11）伸出二号活塞式栓塞（9）的一端与二号卷扬机（7）上的二号钢丝绳（7-1）连接，所述一号活塞式栓塞（8）上分别穿设有抽气束管（14-1）、冲水管（15-1）和注氮管（17-1），所述抽气束管（14-1）位于所述采样空腔内的一端设置有过滤管（14-2），抽气束管（14-1）远离所述采样空腔且位于联络巷道（20）内的一端连接有气体采样机构，所述气体采样机构包括和抽气束管（14-1）连接的抽气泵（14），抽气泵（14）的抽气端设置有气体流量传感器（14-3），抽气泵（14）的输气端连接有吸附式干燥机（13），吸附式干燥机（13）连接有本安型多参数传感器（12）；所述冲水管（15-1）位于所述采样空腔内的一端设置有朝向过滤管（14-2）的冲水喷头（15-2），冲水管（15-1）远离所述采样空腔且位于联络巷道（20）内的一端连接有冲水机构，所述冲水机构包括和冲水管（15-1）连接的高压水泵（15）；所述注氮管（17-1）远离所述采样空腔且位于联络巷道（20）内的一端连接有注氮机构，所述注氮机构包括和注氮管（17-1）连接的注氮机（17），注氮机（17）连接有制氮机（16）；所述联络巷道（20）内还设置有本安型监测主机（4）和三个分别用于抽气束管（14-1）、冲水管（15-1）、注氮管（17-1）的双履带牵引器（18），三个双履带牵引器（18）均由本安型监测主机（4）控制；
其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、滑移机构在钢管道内的初始化位置设置：根据氧气浓度划分采空区三带标准，将所述钢管道（5）内的滑移机构初始位置设置在采空区（1）氧化带和窒息带的临界位置处；
步骤二、启动运行气体采样防控装置：本安型监测主机（4）控制一号卷扬机（6）和二号卷扬机（7）开启，一号卷扬机（6）卷收一号钢丝绳（6-1）牵引所述滑移机构沿煤层开采正方向移动，二号卷扬机（7）扬放二号钢丝绳（7-1），同时本安型监测主机（4）控制三个双履带牵引器（18）开启，三个双履带牵引器（18）分别进行抽拉抽气束管（14-1）、冲水管（15-1）和注氮管（17-1），利用一号卷扬机（6）上的测长传感器（6-2）测量一号钢丝绳（6-1）的卷收长度，当一号钢丝绳（6-1）的卷收长度为一个连接管（5-2）的长度时，表明滑移机构移动到个第一透气管（5-1）位置处，本安型监测主机（4）关闭一号卷扬机（6）、二号卷扬机（7）和三个双履带牵引器（18），并执行步骤三，其中，所述煤层开采正方向指煤层开挖方向；
步骤三、滑移机构是否位于氧化带区域内位置判定：本安型监测主机（4）控制抽气泵（14）开启，通过抽气束管（14-1）在所述采样空腔进行气体采样，采集的气体样本通过抽气泵（14）进入吸附式干燥机（13），气体样本在吸附式干燥机（13）干燥完成后输送至本安型多参数传感器（12）进行检测，本安型监测主机（4）根据本安型多参数传感器（12）气体样本检测结果中的氧气浓度，判定所述滑移机构是否位于氧化带区域，如果是氧化带区域，执行步骤四，如果不是氧化带区域，执行步骤五；
步骤四、煤自燃分析注氮预警判断：本安型监测主机（4）根据本安型多参数传感器（12）气体样本检测结果中的氧气、一氧化碳和甲烷气体浓度参数进行分析判定是否达到煤自燃预警条件，如果达到煤自燃预警条件，进行注氮防控预警，本安型监测主机（4）控制制氮机（16）和注氮机（17）开启，通过注氮管（17-1）进行注氮，同时本安型监测主机（4）发出预警；如果没有达到煤自燃预警条件，执行步骤五；
步骤五、滑移机构沿煤层开采正方向移动至下一个透气管：本安型监测主机（4）控制一号卷扬机（6）和二号卷扬机（7）开启，一号卷扬机（6）卷收一号钢丝绳（6-1）牵引所述滑移机构沿煤层开采正方向移动，二号卷扬机（7）扬放二号钢丝绳（7-1），同时本安型监测主机（4）控制三个双履带牵引器（18）开启，三个双履带牵引器（18）分别进行抽拉抽气束管（14-1）、冲水管（15-1）和注氮管（17-1），利用一号卷扬机（6）上的测长传感器（6-2）测量一号钢丝绳（6-1）的卷收长度，当一号钢丝绳（6-1）的卷收长度为一个连接管（5-2）的长度时，表明滑移机构移动到下个透气管（5-1）位置处，本安型监测主机（4）关闭一号卷扬机（6）、二号卷扬机（7）和三个双履带牵引器（18），执行步骤六；
步骤六、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域：如果是氧化带区域，执行步骤四，如果不是氧化带区域，执行步骤七；
步骤七、滑移机构沿煤层开采反方向移动至下一个透气管：本安型监测主机（4）控制一号卷扬机（6）和二号卷扬机（7）开启，二号卷扬机（7）卷收二号钢丝绳（7-1）牵引滑移机构沿煤层开采反方向移动，一号卷扬机（6）扬放一号钢丝绳（6-1），利用一号卷扬机（6）上的测长传感器（6-2）测量一号钢丝绳（6-1）的扬放长度，当一号钢丝绳（6-1）扬放长度为一个连接管（5-2）的长度时，表明滑移机构滑移到下一个透气管（5-1）位置处，本安型监测主机（4）关闭一号卷扬机（6）和二号卷扬机（7），并执行步骤八，其中，所述煤层开采反方向指煤层开挖相反的方向；
步骤八、按照步骤三所述的方法判断滑移机构是否位于氧化带区域：如果是氧化带区域，执行步骤九，如果不是，执行步骤五；
步骤九、按照步骤四所述的方法判断煤自燃注氮预警：如果达到煤自燃预警条件，进行注氮防控预警，本安型监测主机（4）控制制氮机（16）和注氮机（17）开启，通过注氮管（17-1）进行注氮，同时本安型监测主机（4）发出预警；如果没有达到煤自燃预警条件，执行步骤七，直至煤层开挖完成。
2.按照权利要求1所述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述方法还包括过滤管杂质清理，在气体采样过程中，利用气体流量传感器（14-3）检测气体流量，当气体流量低于气体流量下阈值时，本安型无线检测主机（4）控制高压水泵（15）开启，通过冲水喷头（15-2）进行过滤管（14-2）冲洗。
3.按照权利要求1所述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述测长传感器（6-2）、气体流量传感器（14-3）和本安型多参数传感器（12）均与本安型监测主机（4）连接。
4.按照权利要求1所述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述一号卷扬机（6）、二号卷扬机（7）、抽气泵（14）、吸附式干燥机（13）、高压水泵（15）、注氮机（17）、制氮机（16）均由本安型监测主机（4）控制。
5.按照权利要求1所述的一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法，其特征在于：所述连接管（5-2）的长度为1m～5m。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111445717.3A CN114112559B (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202111445717.3A CN114112559B (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114112559A CN114112559A (zh) | 2022-03-01 |
| CN114112559B true CN114112559B (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=80368529
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202111445717.3A Active CN114112559B (zh) | 2021-11-30 | 2021-11-30 | 一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN114112559B (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104453982A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-03-25 | 安徽理工大学 | 一种简便式采空区束管取气装置及方法 |
| CN104514577A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-04-15 | 中国矿业大学 | 一种高效治理浅埋藏煤层大面积采空区遗煤自燃的方法 |
| CA2945852A1 (en) * | 2014-04-16 | 2015-10-22 | Hebei Coal Research Institute | Water conservation method used in coal mining process |
| CN105041374A (zh) * | 2015-04-04 | 2015-11-11 | 西安科技大学 | 高瓦斯近距离煤层采空区瓦斯与煤火协同防治技术 |
| CN108982587A (zh) * | 2018-08-13 | 2018-12-11 | 辽宁工程技术大学 | 一种煤层群多层采空区立体自燃危险区域判定方法 |
| CN109187111A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-01-11 | 淄博祥龙测控技术有限公司 | 煤矿采空区自燃三带动态划分的气体采样装置及方法 |
| CN111812278A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-23 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 基于数据融合的煤矿采空区气体监测预警系统及方法 |
| CN112012782A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-12-01 | 陕西麟北煤业开发有限责任公司 | 综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术 |
| CN113217073A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-08-06 | 北京天地华泰矿业管理股份有限公司 | 一种预埋双管迈步式采空区注氮方法 |
-
2021
- 2021-11-30 CN CN202111445717.3A patent/CN114112559B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2945852A1 (en) * | 2014-04-16 | 2015-10-22 | Hebei Coal Research Institute | Water conservation method used in coal mining process |
| CN104453982A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-03-25 | 安徽理工大学 | 一种简便式采空区束管取气装置及方法 |
| CN104514577A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-04-15 | 中国矿业大学 | 一种高效治理浅埋藏煤层大面积采空区遗煤自燃的方法 |
| CN105041374A (zh) * | 2015-04-04 | 2015-11-11 | 西安科技大学 | 高瓦斯近距离煤层采空区瓦斯与煤火协同防治技术 |
| CN108982587A (zh) * | 2018-08-13 | 2018-12-11 | 辽宁工程技术大学 | 一种煤层群多层采空区立体自燃危险区域判定方法 |
| CN109187111A (zh) * | 2018-09-05 | 2019-01-11 | 淄博祥龙测控技术有限公司 | 煤矿采空区自燃三带动态划分的气体采样装置及方法 |
| CN112012782A (zh) * | 2020-07-15 | 2020-12-01 | 陕西麟北煤业开发有限责任公司 | 综放工作面进回风巷超前封闭区瓦斯防治技术 |
| CN111812278A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-23 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 基于数据融合的煤矿采空区气体监测预警系统及方法 |
| CN113217073A (zh) * | 2021-06-08 | 2021-08-06 | 北京天地华泰矿业管理股份有限公司 | 一种预埋双管迈步式采空区注氮方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| Determination and prediction on "three zones" of coal spontaneous combustion in a gob of fully mechanized caving face;Jun Deng等;《Fuel》;第458-470页 * |
| 大采高工作面采空区自燃规律及防治研究;袁光明等;《煤炭技术》;第89-93页 * |
| 综采工作面采空区托管注氮技术的研究与应用;郭君等;《同煤科技》;第56-58页 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN114112559A (zh) | 2022-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110714797B (zh) | 一种防治煤炭采空区火灾的系统及方法 | |
| CN104234739B (zh) | 一种钻孔内瓦斯爆炸致裂煤体强化抽采方法 | |
| CN109578056B (zh) | 一种关于煤矿采空区的治理方法 | |
| CN101487388A (zh) | 煤矿回采采空区的气体检测方法及其装置 | |
| CN216646002U (zh) | 一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样装置 | |
| CN114112559B (zh) | 一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控方法 | |
| CN205743984U (zh) | 一种煤矿回采工作面上隅角瓦斯自动抽采系统 | |
| CN102116171B (zh) | 隧道瓦斯快速排放方法 | |
| CN114112558B (zh) | 一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统 | |
| CN106761926A (zh) | 一种煤矿井下无氧掘进工作面软硬封闭阻隔方法 | |
| CN117072249A (zh) | 一种矿井火灾智能监测预警辅助决策方法及系统 | |
| CN2797637Y (zh) | 全自动煤矿瓦斯预警防爆装置 | |
| Roy et al. | Fire monitoring in coal mines using wireless sensor networks | |
| Zhang et al. | Optimization of coalbed methane recovery from extraction borehole using novel plastic spraying material: A field application and evaluation | |
| CN109668691A (zh) | 一种浅埋煤层巷道防火防漏风系统及方法 | |
| CN106907176A (zh) | 一种煤矿用瓦斯自动压风稀释装置 | |
| CN112963137B (zh) | 一种倾角大于70°煤厚小于5m的急倾斜煤层地下气化方法 | |
| CN111677543B (zh) | 水淹易自燃采煤工作面恢复期间综合防火方法 | |
| CN112943349A (zh) | 一种高瓦斯隧道瓦斯综合管理施工方法 | |
| CN220769551U (zh) | 一种基于穿层钻孔布置的采空区自燃监测装置 | |
| Chundong et al. | Inert technology application for fire treatment in dead end referred to high gassy mine | |
| CN116537882A (zh) | 一种煤矿采空区自燃监测及防治方法 | |
| CN111350547B (zh) | 一种煤炭分层开采的石门密闭区煤自然发火监控方法 | |
| CN115095382A (zh) | 近距离煤层群老空区注氮-抽放分阶瓦斯稀释与置换方法 | |
| CN215449196U (zh) | 一种采空区自燃发火监控辅助装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |