高浓度瓦斯密闭巷道安全高效恢复通风的方法与流程

文档序号:16668543发布日期:2019-01-18 23:25阅读:416来源:国知局
高浓度瓦斯密闭巷道安全高效恢复通风的方法与流程

本发明涉及一种高浓度瓦斯密闭巷道安全高效恢复通风方法,尤其涉及一种已经密闭后,赋存高浓度瓦斯的巷道需要重新恢复通风的处理方法。



背景技术:

煤矿生产过程中,由于通风紧张或者其他原因,需要将已经掘进一定长度的巷道进行临时密闭,但后期还需要将巷道打开,重新恢复通风进行正常的生产活动。而在巷道密闭后,由于没有通风排出巷道内自然涌出的瓦斯,造成巷道内形成高浓度的瓦斯集聚。目前煤矿使用的排放巷道瓦斯方法一般为控制进风量和逐段排放瓦斯。在恢复通风的过程中,往往使空气中的氧气和巷道内的高浓度瓦斯直接接触,将巷道内的瓦斯降到5~15%之间的爆炸极限内,极容易造成瓦斯爆炸,造成惨重的事故,从而形成极大的安全隐患,为了保证安全排瓦斯,只能牺牲时间,通过少供风,缓慢排等方法。因此,亟待一种安全的巷道恢复通风方法,解决空气中的氧气和瓦斯直接接触造成的安全隐患问题,实现安全高效的通风方法。



技术实现要素:

针对现有技术中存在的问题,本发明提供了一种高浓度瓦斯密闭巷道安全高效恢复通风的方法,巷道密闭前,先将巷道迎头的压风管路和供水管路打开,利用制氮机将氮气通过压风管路和供水管路压入巷道迎头,氮气将巷道迎头的瓦斯向外驱赶,形成正压通过抽采排出,当巷道内的瓦斯浓度被氮气稀释到2.5%以下后,再利用风筒进行通风,恢复正常的通风。本发明充分利用氮气的阻燃效果,将巷道内的高浓度瓦斯和空气中的氧气隔离,从而实现安全高效的恢复巷道通风。

为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:

一种高浓度瓦斯密闭巷道安全高效恢复通风的方法,包括如下步骤:

(1)巷道密闭前将巷道迎头处压风管路和水管堵头打开;

(2)在密闭墙施工时,安装抽采管和瓦斯观察管;

(3)巷道密闭建好后,要定期监测密闭后巷道内的瓦斯浓度变化,绘制巷道内瓦斯涌出规律,计算单位时间巷道瓦斯涌出量;

(4)巷道需要恢复通风时,先测量巷道内瓦斯浓度,推算巷道内瓦斯集聚量,计算最小的注氮速率,预测需要注入氮气总量;

(5)准备井下制氮机,压风管及水管连接到制氮机上;

(6)抽采管连接到负压抽采系统上,并打开抽采管上开关;

(7)打开制氮机,注氮驱替并稀释密闭巷道内的高浓度瓦斯,并通过观察管持续监测巷道内瓦斯浓度;

(8)测量抽采管中抽出的瓦斯浓度和流量;

(9)当注氮量大于计算量,抽采出的瓦斯总量大于巷道内瓦斯聚集量,且观察管和抽采管中测量瓦斯浓度低于2.5%时,密闭墙外侧的瓦斯浓度低于1%时,使用铜锤和铜钎将密闭墙拆除;

(10)检查完瓦斯低于1%时,将风筒逐节连接直至接到巷道迎头。

所述的巷道包括煤巷和岩巷。

所述步骤(2)中的抽采管直径不小于150mm,瓦斯观察管直径为50mm,巷道顶部瓦斯较大,所以瓦斯观察管距离巷道顶部不超过500mm。

所述步骤(3)中单位时间巷道瓦斯涌出量,由公式式中q涌为单位时间巷道瓦斯涌出量,m3/min;ρ巷n为第n天巷道瓦斯浓度,%;ρ巷n+1为第n+1天巷道瓦斯浓度,%;s为巷道断面,㎡;l为巷道的长度,m。

所述步骤(4)中的瓦斯聚集量计算是由公式q巷=ρ巷×s×l,式中q巷为巷道内聚集的瓦斯总量。

所述步骤(4)中的最小注氮速率为q氮=q涌×100。

所述步骤(4)中的计算注氮总量为q氮=q巷×40。

所述步骤(9)中的抽采总量为q抽=ρ管×q管×t抽,式中ρ管为抽采管中瓦斯浓度,%;q管为抽采管中流量,m3/min;t抽为抽采时间,min。

所述的抽采管中负压仅提供一个引流作用,负压不超过5kpa。

本发明的有益效果:本发明提供的高浓度瓦斯密闭巷道安全高效恢复通风的方法,通过巷道密闭前预先改造压风和供水管路,使用氮气置换出高浓度瓦斯,在用空气排出低浓度瓦斯和氮气,有效的将氧气和瓦斯隔离,避免爆炸极限内瓦斯和氧气混合造成瓦斯爆炸,实现密闭巷道安全高效恢复通风。

附图说明

图1是掘进期剖面示意图;

图2是a-a截面示意图;

图3是密闭后巷道剖面示意图;

图4是b-b截面示意图;

1为供水管路,2为压风管路,3为供水管路端头开关,4为压风管路端头开关,5为供水管路开口开关,6为压风管路开口开关,7为密闭墙,8为抽采管,9为观察管,10为观察管开关,11为抽采管开关,12为风筒,13为制氮机。

具体实施方式

下面结合具体实施例,对本发明做进一步说明。应理解,以下实施例仅用于说明本发明而非用于限制本发明的范围,该领域的技术熟练人员可以根据上述发明的内容作出一些非本质的改进和调整。

本发明的高浓度瓦斯密闭巷道安全高效恢复通风的方法,是针对密闭巷道需要重新恢复通风时解决密闭巷道中高浓度瓦斯爆炸的方法,本实施例中,由图1-图4所示,巷道为底板巷,煤厚5m,煤层距巷道10m,巷道长300m,巷道断面10㎡。具体步骤如下:

(1)巷道在密闭前,关闭供水管路1和压风管路2开口的供水管路开口开关5和压风管路开口开关6,打开供水管路端头开关3和压风管路端头开关4;

(2)根据设计进行施工密闭墙7,施工密闭墙7时,需要安装抽采管路8和观察管9,在抽采管路8上安装抽采管开关11,在观察管9上安装观察管开关10;

(3)密闭墙7建好以后,定期通过观察管9监测巷道内的瓦斯浓度变化,绘制巷道内瓦斯涌出规律,计算单位时间巷道瓦斯涌出量0.2m3/min;

(4)巷道需要恢复通风时,测量巷道内瓦斯浓度30%,推算巷道内瓦斯集聚量900m3,计算最小的注氮速率20m3/min,预测需要注入氮气总量为3.6万m3

(5)准备井下制氮机13,将供水管路1和压风管路2连接到制氮机13;

(6)抽采管路8连接到负压抽采系统上,并打开抽采管开关11;

(7)打开制氮机13,注氮驱替并稀释密闭巷道内的高浓度瓦斯,并通过观察管9持续监测巷道内瓦斯浓度;

(8)测量抽采管路8中抽出的瓦斯浓度和流量;

(9)当注氮量大于计算量3.6万m3,抽采出的瓦斯总量大于巷道内瓦斯聚集量900m3,且观察管9和抽采管路8中测量瓦斯浓度低于2.5%时,密闭墙7外侧的瓦斯浓度低于1%时,使用铜锤和铜钎将密闭墙7拆除;

(10)检查巷道瓦斯低于1%时,将风筒12逐节连接直至接到巷道迎头。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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