一种关闭煤矿井筒综合灾害管控方法与流程

1.本发明涉及煤矿灾害管控技术，具体涉及一种关闭煤矿井筒综合灾害管控方法。


背景技术：

2.根据煤矿安全管理规定，煤矿关闭后，必须对井筒进行永久性封堵处理，以消除安全隐患，确保后期不发生瓦斯燃烧、爆炸、窒息及次生灾害事故。对于煤层已采尽或低瓦斯未采净的小型煤矿而言，这种处理方式基本满足关闭煤矿的安全要求。但对于高瓦斯或未采尽的大型煤矿而言，封闭后仍然存在瓦斯、一氧化碳或硫化氢等有害逸出，以及矿井水涌出隐患，可能导致次生灾害发生。为此，需要采取进一步的管控措施，以消除次生灾害隐患。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是针对现有关闭煤矿仍然存在安全隐患的问题，提供一种关闭煤矿井筒综合灾害管控方法，该方法通过人工检测确定隐患要素，基于隐患要素构建实时监控系统，并基于实时监控系统获得的数据预测灾害要素发展趋势，以在后续的实时监测过程中出现灾害隐患时，及时按管控方案进行隐患处理，避免次生灾害发生。
4.为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。
5.一种关闭煤矿井筒综合灾害管控方法，包括以下步骤：
6.第一步，人工检测：通过移动监测设备确定构成灾害要素的甲烷、一氧化碳和硫化氢有害气体的逸出点；
7.第二步，构建实时监控系统：基于人工检测结果构建可视化智能监控系统；
8.第三步，综合监测：基于可视化智能监控系统进行实时监测，并在实时监测过程中，利用物探设备间断式探测井内有害要素的积水，形成综合监测记录，并预测灾害要素发展趋势，且将预测结果与预先依据行业安全管理规范制定的管控方案的执行条件比较；符合，则执行下一步；不符合，则重复执行本步骤；
9.第四步，执行管控方案：按已制定的管控方案执行，以及时消除安全隐患。
10.采用前述方案的本方法，通过人工检测确定构成灾害要素的甲烷、一氧化碳和硫化氢逸出点，然后，有针对性地在逸出点设置相应传感器构建成24小时不间断检测的可视化监控系统进行实时监测，结合物探设备进行井下水隐患的间断式探测并预测灾害要素发展趋势，将预测结果与预先依据行业安全管理规范制定的管控方案的执行条件比较后，再在符合条件下执行灾害管控方案，以及时处理险情，从而消除次生灾害或事故隐患。其中，通过检测甲烷确定瓦斯逸出点位置，同时，检测该逸出点中混合气体中的一氧化碳和硫化氢浓度，用于确定地下未采净煤层是否存在自燃隐患，以便采取周边人畜隔离、疏散，重要设施移除等措施。
11.优选的，所述人工检测采用移动检测设备在井筒周边20m范围内进行全覆盖检测。以通过有针对性地排查隐患集中区域，减少工作量，提高管控效率。
12.优选的，所述移动检测设备包括便携式一氧化碳检测仪和硫化氢检测仪，还包括
便携式甲烷检测仪或光学甲烷检测仪。以方便携带，减轻劳动强度。
13.优选的，所述人工检测在以下高度范围内进行，包括位于地表上方0.2m，构筑物或建筑物墙面的洞口或裂缝上方0.2m，以及有顶建筑物或构筑物的第一层封顶下方0.2m。以充分发现各个隐患点，并利用有害气体比重小于空气的特点，提高检测结果的可靠性。
14.优选的，所述可视化智能监控系统包括移动终端、监控主机、监控数据服务器、监控交换机、监测站和摄像仪，监测站设有多个分别用于甲烷、一氧化碳和硫化氢探测的传感器；监测站和摄像仪通过光纤与监控交换机连接，监控交换机通过网线与监控数据服务器连接，监控数据服务器通过网线与监控主机连接，监控数据服务器还通过网线与公共网络连接；且监控数据服务器与公共网络之间设有防火墙；所述移动终端通过公共网络与监控数据服务器形成无线通讯联络。以形成可视化实时监控系统，并可通过监控主机和移动终端接收监控信息，并在赋予移动终端权限的条件下，能够实现监控主机和移动终端的双重监测控制，从而构成远程监控系统；利于管理人员实时把握现场情况，及时发现并处理灾害隐患，确保关闭煤矿安全。
15.进一步优选的，多个所述传感器根据人工检测结果确定的逸出点进行设置，并分别设在地面或墙面逸出点的上方0.2m处，或有顶建筑物或构筑物的第一层封顶下方0.2m处。确保可视化智能监控系统监测结果准确。
16.优选的，所述管控方案还结合周边环境制定，并由多个级别的管控措施构成。以确保周边环境的已有建筑物、构筑物安全；并按照隐患的不同级别进行有针对性的处理，避免不必要的措施带来的资源浪费，节省处理成本，提高处理效率。
17.进一步优选的，所述管控措施包括，在甲烷浓度之1％时，通过汇流集中放空燃烧，或作为燃料供民用或发电。以对多点逸出的瓦斯气体汇流集中，通过放空燃烧可消除有害气体飘散造成周边空气污染、人畜中毒伤害隐患；或者，通过民用或发电进行利用，提升管控的经济效益或社会效益。
18.进一步优选的，所述管控措施还包括钻孔引水，并通过多级沉淀防止矿井水污染周边环境的措施。以消除突水隐患。
19.本发明的有益效果是，通过人工检测确定隐患要素，基于隐患要素构建实时监控系统，并基于实时监控系统获得的数据预测灾害要素发展趋势，以在后续的实时监测过程中出现险情隐患时，按管控方案及时处理，避免次生灾害发生。
附图说明
20.图1是实施本发明方法的监控系统中甲烷、一氧化碳和硫化氢传感器在地面逸出点上方设置位置的示意图。
21.图2是实施本发明方法的监控系统中甲烷、一氧化碳和硫化氢传感器在墙面逸出点上方设置位置的示意图。
22.图3是实施本发明方法的监控系统的网络拓扑图。
23.图4是本发明方法的管控方案中瓦斯气体集中处理装置的结构示意图。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明作进一步的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施
例范围之中。
25.一种关闭煤矿井筒综合灾害管控方法，包括以下步骤：
26.第一步，人工检测：通过移动监测设备确定构成灾害要素的甲烷、一氧化碳和硫化氢有害气体的逸出点；
27.第二步，构建实时监控系统：基于人工检测结果构建可视化智能监控系统；
28.第三步，综合监测：基于可视化智能监控系统进行实时监测，并在实时监测过程中，利用物探设备间断式探测井内有害要素的积水，且形成综合监测记录；
29.第四步，制定管控方案：根据综合监测记录进行灾害要素发展趋势预测，并根据预测结果和行业安全规范制定管控方案；
30.第五步，监控方案实施：按管控方案执行，以持续进行综合监测，形成监测记录，并及时处理险情。
31.其中，所述人工检测采用移动检测设备在井筒周边20m范围内进行全覆盖检测，并在高度方向上，位于地表上方0.2m，构筑物或建筑物墙面的洞口或裂缝上方0.2m，以及有顶建筑物或构筑物的第一层封顶下方0.2m。移动检测设备包括便携式一氧化碳检测仪和硫化氢检测仪，还包括便携式甲烷检测仪或光学甲烷检测仪。物探设备由ycs10矿用瞬变电磁仪构成。
32.如图3所示，所述可视化智能监控系统包括移动终端1、监控主机2、监控数据服务器3、监控交换机4、监测站5和摄像仪6，监测站5设有多个分别用于甲烷、一氧化碳和硫化氢探测的传感器7；监测站5和摄像仪6通过光纤与监控交换机4连接，监控交换机4通过网线与监控数据服务器3连接，监控数据服务器3通过网线与监控主机2连接，监控数据服务器3还通过网线与公共网络连接，且监控数据服务3与公共网络之间设有防火墙；所述移动终端1通过公共网络与监控数据服务器形成无线通讯联络。
33.监测站5的多个所述传感器7根据人工检测结果确定的逸出点进行设置，并分别设在地面或墙面逸出点的上方0.2m处，如图1和图2所示，或有顶建筑物或构筑物的第一层封顶下方0.2m处。
34.另外，管控方案还结合周边环境制定，并由多个级别的管控措施构成。其中，管控措施包括，在甲烷浓度≥1％时，如图4所示，多个逸出点8的瓦斯气体通过汇流管道9集中到防爆防回火装置10，然后，通过放空管道11放空燃烧，放空燃烧的高度不低于3.5m；或者，通过供气管道作为民用燃料或发电站燃料提供燃料。其中，防爆防回火装置10呈罐体结构，汇流管道9与防爆防回火装置10接通口处设有单向阀，以防止瓦斯返回汇流管道9，从而达到防爆与防回火目的。
35.管控措施如下表所示。
36.瓦斯等危险要素分级管控技术措施表
[0037][0038]
管控措施还包括钻孔引水，并通过多级沉淀防止矿井水污染周边环境的措施。
[0039]
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。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。