開啟密閉掘進巷道并治理高濃度硫化氫與瓦斯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及到一種煤礦開采技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤巖層生成過程中可形成一定量的自然硫，這些自然硫有些呈氣體存在(即硫化氫氣體)。硫化氫是種無色、臭味有毒的氣體，比重1.19，易溶于水。低濃度硫化氫氣體能引起眼睛及呼吸道刺激癥狀，長時間接觸可能弓I起肺水腫、肺炎、頭痛、嘔吐、惡心等；高濃度硫化氫氣體立即麻痹嗅覺神經(jīng)系統(tǒng)，致人瞬間腦死亡。硫化氫氣體通常賦存在巖層裂隙或溶洞中，硫化氫氣體在地層壓力作用下已形成為壓縮性氣體，在每立方米水中大約能溶解
2.5-4.0m3的硫化氫氣體，一旦釋放出來，其擴散范圍、揮發(fā)濃度很難控制，危害程度極大。
[0003]煤巖層還伴隨有大理瓦斯，瓦斯為可燃氣體，其燃點低，在煤礦開采中，要求瓦斯的含量不得超過1%，當超過1%后，相關(guān)區(qū)域便需要撤走工作人員了。
[0004]對于氣體狀態(tài)的硫化氫及瓦斯的最好冶理辦法為通風排放?，F(xiàn)在的通風排放方法主要包括有壓入式通風、抽出式通風、混合通風。
[0005]壓入式通風:通風能力強，風筒出風口有效射程大，排除掘進工作面的硫化氫及瓦斯等有害氣體比較及時，但硫化氫沿掘進巷道排出，彌漫范圍大、時間長，對掘進巷道中作業(yè)的人員有危害。
[0006]抽出式通風:其優(yōu)缺點與壓入式通風相反，是防治硫化氫比較理想的通風方法。該方法在硫化氫高涌出的巷道掘進中得到廣泛應(yīng)用，抽出式對斷面較大的巷道效果差一些。但抽出式通風不適用高濃度瓦斯，因為在抽出式通風方式中，掘進巷道內(nèi)的瓦斯要經(jīng)過抽風機內(nèi)部排出，一旦抽風機防爆性能降低，防止靜電和防止摩擦火花的性能差，就可能引發(fā)瓦斯爆炸事故。特別是當抽風機因故障突然停止運轉(zhuǎn)時，會造成瓦斯積聚，而超過瓦斯?jié)舛鹊囊?guī)定，這樣就無法進行停風后的排放瓦斯工作，恢復掘進工作面的通風也就無法進行。所以，《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定，煤巷、半煤巖巷和有瓦斯涌出的巖巷的掘進，應(yīng)采用壓入式通風方式，不得采用抽出式。當掘進巷道中瓦斯含量高于1%時，不得使用抽出式送風，只能使用壓入式送風。
[0007]混合通風:即同時采用壓入式通風與抽出式通風，混合式通風的主要缺點是兩風管的重疊段風量較小，當掘進斷面大時，風速更小，這是因為抽風管與壓風均是針對掘進巷道的磧頭處進行送風，壓入的新風僅在掘進巷道的磧頭處通過后直接進入了抽風機，而掘進巷道中部處則無新風。
[0008]硫化氫氣體通常賦存在巖層裂隙或溶洞中，硫化氫氣體在地層壓力作用下已形成為壓縮性氣體，在每立方米水中大約能溶解2.5-4.0m3的硫化氫氣體，一旦釋放出來，其擴散范圍、揮發(fā)濃度很難控制，危害程度極大。
[0009]一般認為，煤礦硫化氫的主要來源有:硫化礦物水解，并由采空區(qū)舊巷道的溢水帶出；含硫煤炭自然發(fā)火；含硫煤塵爆炸；坑木等有機物腐爛；煤巖層中涌出等。國內(nèi)外目前主要的防治措施有:增加風量排走已釋放到空氣中的硫化氫；噴灑堿性溶液吸收煤層中的硫化氫，以減少采掘和運輸過程中的硫化氫涌出量。烏克蘭頓巴斯礦區(qū)采用0.1% — 0.2%蘇打水溶液加入0.2 — 0.3%的表面活性劑噴灑液，使空氣中硫化氫濃度降低了 50 — 80%ο中國新疆西山煤礦在采掘地點噴灑1%的石灰水溶液，使硫化氫濃度降低了 60% — 90%以上。
[0010]礦井內(nèi)有害氣體硫化氫最高允許濃度為6.6ppm(即小于0.000066%)。但是有部分礦井中會出現(xiàn)高濃度的硫化氫氣體存在，比如達到當遇到斷層破碎帶及含水裂隙就會有突水現(xiàn)象，一旦水壓較大，難以控制，同時伴有高濃度硫化氫氣體涌出，瞬間硫化氫濃度高達800~2000ppm以上，并且還會伴隨有瓦斯氣體。
[0011]目前，國內(nèi)外尚未找到地下礦山有效治理高濃度硫化氫氣體災(zāi)害的相關(guān)報道，井下高濃度硫化氫氣體治理研宄目前尚屬空白。尤其是還伴隨有瓦斯氣體共同存在的情況。
[0012]如果掘進的煤礦巷道遇到上述突發(fā)情況，為了安全，只能緊急采用密閉門將掘進巷道作永久性封閉，這樣一來，掘進的巷道便作廢了，前期的采掘工作投入便無法收回，同時，該區(qū)域內(nèi)的煤層也無法采掘，給煤礦帶來巨大損失。所以，雖然伴隨有高濃度硫化氫與瓦斯同時存在的在礦井較少，但是一旦發(fā)生這種情況，便會帶來巨大的損失。為了避免這種損失，我們必須解決在緊急密閉的巷道內(nèi)重新開采煤礦的辦法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]為了可以重新開啟緊急密閉的巷道，并完成重新開采煤礦。本發(fā)明提供到一種開啟密閉掘進巷道并治理高濃度硫化氫與瓦斯的方法，本方法按如下步驟進行:
1、開啟掘進巷道的密閉門:在密閉門上開孔，利用瓦斯抽放系統(tǒng)從孔內(nèi)抽取密閉區(qū)內(nèi)的有害氣體，至密閉區(qū)內(nèi)的瓦斯?jié)舛刃∮?0%，硫化氫濃度小于30ppm后開啟密閉門。
[0014]2、接入壓入式風機:在掘進巷道口十米以外安裝壓入式風機，并向巷道內(nèi)接入壓風管，所述的接入壓風管方式為分段式接入，每次接入壓風管長度為5-10m，在每次接入一段壓風管后，向巷道內(nèi)壓入新風稀釋并排出巷道內(nèi)有害氣體至敞開式回風巷內(nèi)，通過調(diào)節(jié)壓入新風的流量保證排出到敞開式回風巷的瓦斯與硫化氫含量不超限；當排出硫化氫含量與瓦斯含量均小于空氣中限定含量的65%時，再次接入一段壓風管，直至壓風管接入到巷道磧頭。
[0015]3、在密閉式回風巷內(nèi)安裝抽風機，抽風口設(shè)置到掘進巷道磧頭，設(shè)定抽風量為壓風機的壓風量2倍以上，使掘進巷道內(nèi)有新風流入；在密閉式回風巷內(nèi)設(shè)置石灰水噴頭，噴出石灰水，降低密閉式回風巷內(nèi)硫化氫含量。
[0016]4、監(jiān)測掘進巷道內(nèi)硫化氫及瓦斯含量，當硫化氫含量超限時，設(shè)定抽風機的抽風量為壓風機的壓風量2倍以上，保證有害氣體吸抽入密閉回風巷內(nèi)；當瓦斯超限或瓦斯與硫化氫均超限時，巷道磧頭撤走工人，并關(guān)閉抽風機，僅使用有壓風機排出有害氣體，直至瓦斯含量降到安全指數(shù)。
[0017]5、在敞開式回風巷內(nèi)設(shè)置石灰水噴頭，噴出石灰水，中和硫化氫，降低硫化氫在敞開式回風巷內(nèi)的含量；在密閉回風巷的壁上噴酒石灰水；在掘進巷道底板灑石灰粉，石灰分厚度15_30mm。
[0018]如上所述的開啟密閉掘進巷道并治理高濃度硫化氫與瓦斯的方法，具體為，在密閉式回風巷內(nèi)及敞開式回風巷內(nèi)設(shè)置的噴頭噴出3%的碳酸鈉水。
[0019]如上所述的開啟密閉掘進巷道并治理高濃度硫化氫與瓦斯的方法，具體為，壓入風量不低于200m3/min，抽出風量不低于400m3/min。
[0020]有益效果:本發(fā)明使因掘出含高濃度硫化氫與瓦斯而緊急密閉了的掘進巷道重新安全開啟。避免了該區(qū)域內(nèi)的礦物損失。
[0021]本發(fā)明的通風設(shè)置，考慮了高濃度硫化氫與瓦斯的同時存在對礦井的危害，并采用有效的通風辦法進行外排，保證了巷道的安全。
[0022]設(shè)定抽風量為壓風量2倍以上，使掘進巷道內(nèi)中部也有新風流入。
【具體實施方式】
[0023]實施例為因掘進遇含有高濃度硫化氫的涌水并伴隨瓦斯后被迫停止施工的掘進巷道，后作密閉門進行封堵在封堵之前已掘進約260m，經(jīng)檢測，密閉區(qū)內(nèi)瓦斯?jié)舛茸罡呶?3%，硫化氫濃度為2