預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸的方法

2023-06-01 15:42:51 1

專利名稱：預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸的方法
技術領域：
預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸的方法屬煤礦開採領域，特別是適用於高突瓦斯礦井。
背景技術：
通過國內外全面檢索，預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸的方法目前主要是杜絕井下明火的產生，將礦井通風量加大稀釋井下瓦斯濃度到安全標準，進行瓦斯抽放、監測瓦斯變化等手段。它們共同的缺點是無法保障採掘工作面放炮過程和機械破煤過程產生大量的煤塵和大量的瓦斯湧出，同時放炮過程和機械破煤過程都要產生火花，甚至引起煤塵瓦斯爆炸。
主要內容本發明的目的是針對上述存在的問題，根據不同採掘地點條件設計出預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸的方法，實現上述技術有七種方法第一種方法是向採掘工作面噴灑二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫。
通過管道向採掘工作面噴灑二氧化碳氣體(乾冰)或惰氣泡沫或空氣泡沫，其特徵是在掘進工作面放炮前後10秒內連續輸送、噴灑二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫，使爆破後湧出的瓦斯在二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫的作用下，失去爆炸性或將爆破引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸。
第二種方法是向採掘工作面噴灑氮氣或泡沫。
通過管道向採掘工作面輸送氮氣或惰氣泡沫或空氣泡沫，其特徵是在掘進工作面放炮前後10秒內連續輸送、噴灑氮氣或泡沫，使爆破後湧出的瓦斯在氮氣或泡沫的作用下，失去爆炸性或將爆破引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸。
第三種方法是向採掘工作面噴灑二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫。
通過管道向採掘工作面輸送二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫，其特徵是在掘進工作面放炮前後10秒內連續輸送、噴灑二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫，使爆破後湧出的瓦斯在二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫的作用下，失去爆炸性或將爆破引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸。
第四種方法是向採煤機截齒噴水系統內加入二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫。
通過管道向採煤機截齒噴水系統內加入二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫，其特徵是在採煤機運行過程連續噴灑二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫，使採煤機破煤過程湧出的瓦斯在二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫的作用下，失去爆炸性或將採煤機破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸。
第五種方法是向採煤機截齒噴水系統內加入氮氣或泡沫。
通過管道向採煤機截齒噴水系統內加入氮氣或泡沫，其特徵是在採煤機運行過程連續噴灑氮氣或泡沫，使採煤機破煤過程湧出的瓦斯在氮氣或泡沫的作用下，失去爆炸性或將採煤機破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸。
第六種方法是向採煤機截齒噴水系統內加入二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫。
通過管道向採煤機截齒噴水系統內加入二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫，其特徵是在採煤機運行過程連續噴灑二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫，使採煤機破煤過程湧出的瓦斯在二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫的作用下，失去爆炸性或將採煤機破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸。
第七種方法是井下排放瓦斯時，向被排放地點噴灑二氧化碳氣體(乾冰)或氮氣或二氧化碳氣體(乾冰)與氮氣的混合氣體或惰性氣體及泡沫。
其特徵是通過管道在被排放地點連續噴灑二氧化碳氣體(乾冰)或氮氣或二氧化碳氣體(乾冰)與氮氣的混合氣體或惰性氣體及泡沫，直至排放瓦斯工作完畢，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸。
上述七種方法的共同特徵是將二氧化碳氣體(乾冰)等惰性氣體及泡沫在採掘工作放炮前後和機械破煤過程和排放瓦斯過程進行連續噴灑，從而達到預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸。
預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸的方法與現有技術相比具有以下優點1、可吸收和降低採掘工作面的溫度，並在新暴露的煤層上形成二氧化碳氣體(乾冰)保護層；2、可在爆破過程、機械破煤過程和落煤過程易產生火花的區域形成二氧化碳氣體(乾冰)覆蓋層，起到降溫和滅火的效果；3、二氧化碳氣體(乾冰)可起到吸收炮煙、降低煤塵的作用；4、二氧化碳氣體(乾冰)易於被煤炭吸附，並在煤炭表面形成二氧化碳覆蓋層，起到阻止落煤中瓦斯湧出的作用5、可起到防止煤炭自燃和撲滅各種火源的作用；6、二氧化碳氣體(乾冰)可使瓦斯爆炸界限降低縮短甚至消失，起到預防和抑制瓦斯爆炸的作用。


附圖1為掘進工作面使用預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸的方法示意圖；其中1、二氧化碳閥門；2、二氧化碳輸氣管；3、二氧化碳噴嘴；4、二氧化碳保護區；5、掘進面煤壁；附圖2為採煤工作面使用預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸的方法示意圖；其中1、採煤機；2、採煤機滾筒；3、截齒噴水系統；4、二氧化碳保護區；5、採煤工作面煤壁；具體實施方案現以附圖1為例說明當掘進工作面煤壁(5)裝完炮後，準備放炮前，將二氧化碳輸氣管(2)上的二氧化碳閥門(1)打開，二氧化碳氣體從二氧化碳噴嘴(3)噴出並使二氧化碳覆蓋住整個掘進頭的爆破保護區(4)，同時放炮，放炮後10秒鐘內關閉二氧化碳閥門(1)，使用完畢，待再放炮時再重複上述過程即可。
現以附圖2為例說明開動採煤機(1)前，先將採煤機滾筒(2)上的截齒噴水系統(3)打開，形成二氧化碳保護區(4)後，開始機械採煤，採煤工作完成後，先停止採煤機(1)工作，再將採煤機滾筒(2)的截齒噴水系統(3)關閉，待再工作時重複上述過程即可。其它惰性氣體或泡沫的使用同上。
權利要求
1.預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸的方法其特徵在於通過管道向採掘工作面輸送二氧化碳氣體(乾冰)、輸送二氧化碳氣體(乾冰)與水的混合物、輸送氮氣、輸送二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或惰氣泡沫或空氣泡沫，並使二氧化碳氣體(乾冰)覆蓋到正在爆破掘進的煤壁上，或正在機械截煤的煤壁上，或正在排放瓦斯的區域，形成惰氣保護區，實現防止火花產生、降低溫度預防和控制瓦斯爆炸的目的。
2.根據權利要求1所述的特徵是，實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸的方法有七種，第一種方法是向採掘工作面噴灑二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫通過管道向採掘工作面噴灑二氧化碳氣體(乾冰)或惰氣泡沫或空氣泡沫，其特徵是在掘進工作面放炮前後10秒內連續輸送、噴灑二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫，使爆破後湧出的瓦斯在二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫的作用下，失去爆炸性或將爆破引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸；第二種方法是向採掘工作面噴灑氮氣或泡沫通過管道向採掘工作面輸送氮氣或惰氣泡沫或空氣泡沫，其特徵是在掘進工作面放炮前後10秒內連續輸送、噴灑氮氣或泡沫，使爆破後湧出的瓦斯在氮氣或泡沫的作用下，失去爆炸性或將爆破引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸；第三種方法是向採掘工作面噴灑二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫通過管道向採掘工作面輸送二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫，其特徵是在掘進工作面放炮前後10秒內連續輸送、噴灑二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫，使爆破後湧出的瓦斯在二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫的作用下，失去爆炸性或將爆破引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸；第四種方法是向採煤機截齒噴水系統內加入二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫通過管道向採煤機截齒噴水系統內加入二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫，其特徵是在採煤機運行過程連續噴灑二二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫，使採煤機破煤過程湧出的瓦斯在二氧化碳氣體(乾冰)或泡沫的作用下，失去爆炸性或將採煤機破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸；第五種方法是向採煤機截齒噴水系統內加入氮氣或泡沫通過管道向採煤機截齒噴水系統內加入氮氣或泡沫，其特徵是在採煤機運行過程連續噴灑氮氣或泡沫，使採煤機破煤過程湧出的瓦斯在氮氣或泡沫的作用下，失去爆炸性或將採煤機破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸；第六種方法是向採煤機截齒噴水系統內加入二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫通過管道向採煤機截齒噴水系統內加入二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫，其特徵是在採煤機運行過程連續噴灑二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫，使採煤機破煤過程湧出的瓦斯在二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣的混合氣體或其它惰性氣體或泡沫的作用下，失去爆炸性或將採煤機破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸；第七種方法是井下排放瓦斯時，向被排放地點噴灑二氧化碳氣體(乾冰)或氮氣或二氧化碳氣體(乾冰)與氮氣的混合氣體或惰性氣體及泡沫其特徵是通過管道在被排放地點連續噴灑二二氧化碳氣體(乾冰)或氮氣或二氧化碳氣體(乾冰)與氮氣的混合氣體或惰性氣體及泡沫，直至排放瓦斯工作完畢，從而實現預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸。
3.根據權利要求1和2所述的特徵是將二氧化碳氣體(乾冰)等惰性氣體，在採掘工作面炮前後和機械破煤過程和排放瓦斯過程進行連續噴灑，從而達到預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸。
全文摘要
預防和控制採掘工作面瓦斯爆炸的方法是將單獨的二氧化碳氣體(乾冰)、氮氣氣體、其它惰性氣體或二氧化碳氣體(乾冰)與氮氣氣體的混合氣體或泡沫直接噴往正在採掘的煤體上，正在採掘的煤體上有瓦斯、煤塵和破煤過程產生的火花，因此，隨時都可能發生瓦斯爆炸事故，二氧化碳氣體(乾冰)和氮氣氣體及其混合物，特別是純二氧化碳氣體(乾冰) 既有降溫、吸熱、滅火，又能滅塵消煙，從而起到預防瓦斯爆炸的作用。
文檔編號E21F5/00GK1590708SQ0315923
公開日2005年3月9日 申請日期2003年9月1日 優先權日2003年9月1日
發明者杜志剛 申請人:杜志剛