專(zhuān)利名稱(chēng)：礦井封閉安全開(kāi)采法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)用于礦山特別是煤礦的開(kāi)采，涉及的是一種對(duì)礦井進(jìn)行封閉的安全開(kāi)采法
背景技術(shù)：
目前煤礦安全防爆技術(shù)都是以通風(fēng)為基礎(chǔ)，以通風(fēng)來(lái)稀釋瓦斯降低瓦斯的含量，使瓦 斯?jié)舛鹊陀诒舛葋?lái)避免爆炸的發(fā)生?，F(xiàn)行技術(shù)面臨的問(wèn)題是通風(fēng)加瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成本 高，更重要的是通風(fēng)很難保證礦井內(nèi)所有時(shí)刻所有地方都能有效的把瓦斯稀釋到爆炸濃度 以下， 一旦檢測(cè)或通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)生故障就容易導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生，造成大量的生命和經(jīng)濟(jì) 損失。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有開(kāi)采技術(shù)成本高安全性低的不足，本方案提出一種全新的開(kāi)采模式，對(duì) 礦井進(jìn)行封閉同時(shí)對(duì)礦井內(nèi)的氣體含量進(jìn)行控制和設(shè)定，這設(shè)定可以是降低氧氣含量使得 瓦斯無(wú)論什么濃度，無(wú)論瓦斯如何泄漏都不會(huì)發(fā)生爆炸；或者增加甲烷(瓦斯)的含量使 得甲烷的濃度超過(guò)爆炸的最高濃度，這樣無(wú)論瓦斯如何泄漏，已經(jīng)超過(guò)爆炸濃度極限后再 增加瓦斯含量也不會(huì)發(fā)生爆炸的。從根本上消除瓦斯爆炸隱患，降低成本提高安全。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是放棄傳統(tǒng)對(duì)礦井進(jìn)行通風(fēng)的方法，轉(zhuǎn)而對(duì)礦井進(jìn)行密封， 在保證貨物和人員進(jìn)出暢通的情況下實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井的氣密性。在這基礎(chǔ)上可以采取
A)從爆炸的一個(gè)必要條件抓氧氣入手。煤礦瓦斯爆炸有三個(gè)必須條件抓瓦斯?jié)舛?必須在爆炸含量?jī)?nèi)、有火源和足夠的氧氣(見(jiàn)國(guó)家煤礦安全生產(chǎn)局官方網(wǎng)站 http://www. chinacoal-saf ety. gov. cn/waiigluocaiikao/2005-02/23/coiiteiit—76359. htm )
只要這三個(gè)條件的任何一個(gè)條件不能滿(mǎn)足瓦斯就不會(huì)發(fā)生爆炸。
從氧氣入手的理論基礎(chǔ)是礦井里不會(huì)泄漏氧氣(氧氣活性大，容易和其他物質(zhì)發(fā)生氧 化反應(yīng)，不可能千萬(wàn)年一直保存下來(lái))，礦井被封閉后對(duì)內(nèi)部氣體含量的調(diào)節(jié)也比較容易 。采取人為措施降低礦井內(nèi)氧氣的濃度，從而在根本上消除瓦斯、煤塵等爆炸危害。氧氣的安全含量在不同的條件下是不同的，在正常氣壓和溫度條件下含氧量l2 %或以 下是瓦斯爆炸的安全區(qū)，適當(dāng)?shù)慕档蜏囟群蜌鈮嚎墒寡鯕夂窟_(dá)13%不爆炸。降低氧氣的 濃度可以在礦井里充入氮?dú)馊〈徊糠盅鯕?，這也要求礦工必需帶供氧裝置下井作業(yè)，帶 氧作業(yè)已經(jīng)有大規(guī)模成功的實(shí)踐，青藏鐵路的隧道建設(shè)因?yàn)楦咴毖蹙褪且豁?xiàng)大型的缺氧 施工實(shí)踐。從中央電視臺(tái)《新聞聯(lián)播》的報(bào)道中大家都可以看到工人就是帶氧氣瓶工作的 ，結(jié)果大大降低了工人的死亡率，確保了青藏鐵路的施工安全，實(shí)際證明切實(shí)可行的。
不但瓦斯爆炸需要氧氣，煤塵爆炸和煤的燃燒都離不開(kāi)氧氣，把礦井氧氣含量降低到 13 %或更低可以從根本上解決煤塵爆炸和礦井失火燃燒問(wèn)題。
B)在對(duì)礦井進(jìn)行密封的基礎(chǔ)上通過(guò)增加甲烷含量來(lái)避免爆炸，因?yàn)楫?dāng)甲烷的含量高 于14%就失去爆炸性。通過(guò)向密封的礦井加注甲烷，使其含量高于14%在不降低氧氣含量 的情況下也能起到防止瓦斯爆炸的功效。這個(gè)方法的好處是可以保持礦井里的氧氣含量與 外界相同，礦工工作時(shí)無(wú)需攜帶供氧設(shè)備，生產(chǎn)成本更低，工作起來(lái)也更方便。但這是有 前提條件的，就是該煤礦的煤質(zhì)為煤塵非爆炸型的。
本申請(qǐng)案有益效果是在具有良好經(jīng)濟(jì)效益的基礎(chǔ)上大大增加煤礦生產(chǎn)的安全性，可以 從根本上消除瓦斯爆炸的危險(xiǎn)，并且在一定的情況下消除煤塵爆炸和礦井失火燃燒問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施的方式是對(duì)礦井的出口和通風(fēng)口進(jìn)行密封處理，在保證貨物和人員進(jìn)出暢通的情 況下實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井的氣密性。對(duì)原煤可以采用簡(jiǎn)單的漏斗裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，就是在礦井的出媒 處建一個(gè)大漏斗，井內(nèi)的原煤都送到這個(gè)漏斗里，除中間的泄漏孔外漏斗內(nèi)外保持氣密， 中間的泄漏孔用來(lái)出煤，這個(gè)孔完全被原煤占據(jù)，原煤可以通過(guò)這個(gè)孔流向外面自然空氣 環(huán)境，但空氣不能通過(guò)這個(gè)瀉煤孔。漏斗的外面是自然空氣環(huán)境，漏斗的里面為封閉礦井 部分。人員的出入可以設(shè)置幾道分隔門(mén)。人員的出入無(wú)需連續(xù)不間斷的進(jìn)行，可以一組一 組的分批進(jìn)行，通過(guò)幾道分隔門(mén)是沒(méi)有問(wèn)題的。在生產(chǎn)實(shí)踐中還有許多其它的解決方案， 可以根據(jù)實(shí)際情況選擇使用。
在實(shí)施細(xì)節(jié)上兩張不同的方案會(huì)有不同的方法
一般的礦井在礦井被密封后對(duì)井內(nèi)注入氮?dú)饣蛟诰畠?nèi)有控制的燃燒氫氣或其它燃料 來(lái)消耗氧氣從而達(dá)到降低氧氣含量的目的， 一般情況下的氧氣含量要降到低于12%，在低 氣壓，低溫度的情況下可以稍高一點(diǎn)，控制在13%以下。井下工作人員一律帶供氧裝置下井作業(yè)。
為了保證礦工的安全，在礦井里適當(dāng)?shù)牡胤讲贾?富氧休息室"，富氧休息室為密封 的房間，里面的氧氣含量與地面正常標(biāo)準(zhǔn)值相同，里面?zhèn)溆谢镜难鯕夂粑鱾溆谩Ｆ綍r(shí) 供礦工們進(jìn)餐，吸煙和休息，在發(fā)生意外情況的時(shí)候作為"安全島"供礦工們避險(xiǎn)，取得 備用的氧氣設(shè)備，利用"安全島"做跳板撤離。
此外在礦井內(nèi)每隔一段放置一個(gè)氧氣呼吸器備用。這樣就是發(fā)生塌方，被堵在礦井里 的礦工因可以搜集到散布在礦井的壓縮氧氣而增加成活的機(jī)會(huì)。
煤塵非爆炸型礦井對(duì)礦井密封的方式與上面介紹的相同。不同的是井內(nèi)要改變含量 的氣體不是氧氣而是甲烷，使其含量達(dá)到14%或更高。氧氣的含量保持與自然界一樣，礦 工在這種封閉礦井內(nèi)工作無(wú)需帶專(zhuān)門(mén)的供氧裝置。
權(quán)利要求
1. 一種保證礦井安全生產(chǎn)的方法，其特征是對(duì)礦井的出口進(jìn)行封閉處理，在保證貨物和人員進(jìn)出暢通的情況下實(shí)現(xiàn)整個(gè)礦井的氣密性。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征是采取人為措施降低礦井內(nèi)的氧氣含量，使 氧氣濃度持續(xù)低于13%以避免爆炸的發(fā)生。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是井下工作人員需要攜帶供氧設(shè)備以保證在 低氧環(huán)境中正常工作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的方法，其特征是在非煤礦井和煤塵不具爆炸性的煤礦可以 在礦井中增加甲烷含量，使其等于或高于14%以避免爆炸的發(fā)生。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是氧氣的含量基本不變，保持于大氣環(huán)境一致。
全文摘要
目前煤礦安全防爆技術(shù)都是以通風(fēng)為基礎(chǔ)，面臨的問(wèn)題是通風(fēng)加瓦斯監(jiān)測(cè)系統(tǒng)成本高，更重要的是通風(fēng)很難保證礦井內(nèi)所有時(shí)刻所有地點(diǎn)都能把瓦斯稀釋到安全含量以下，容易發(fā)生爆炸事故，造成大量的生命和經(jīng)濟(jì)損失。本案以瓦斯爆炸的基本要素出發(fā)，提出對(duì)礦井進(jìn)行封閉，在此基礎(chǔ)上根據(jù)情況分別以降低氧氣或增加甲烷含量從根本上消除瓦斯爆炸的發(fā)生。
文檔編號(hào)E21F5/00GK101476478SQ200810300009
公開(kāi)日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者徐弘炯 申請(qǐng)人:徐弘炯