含硫化氫煤層的頂底板治理開採工藝的製作方法
2023-05-09 23:09:41 1
含硫化氫煤層的頂底板治理開採工藝的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種含硫化氫煤層的頂底板治理的開採工藝，屬於含硫化氫煤層開採【技術領域】。具體包括以下步驟：1)檢測巖層中是否含有硫化氫氣體；2)若含量較低，則在煤巷中布置巷道；3)若超標，將採用隔離手段；4)重新開孔後，要檢測硫化氫含量，待達到安全值以下時，進行煤巷掘進和開採；5)通過監測硫化氫氣體的含量，若在安全值範圍內便可進行在煤層中直接掘進和回採；6)若硫化氫的含量超標，增大距煤層距離而進行硫化氫含量檢測後，仍不能達標，則放棄這一技術的使用。該發明開採工藝避免了人體和機電設備直接受到硫化氫氣體的危害，保護人身安全，保證了機電設備的良好運轉，提高了治理硫化氫的效果。
【專利說明】含硫化氫煤層的頂底板治理開採工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種含硫化氫煤層的頂底板治理的開採工藝，屬於含硫化氫煤層開採【技術領域】。
【背景技術】
[0002]硫化氫是劇毒氣體，而煤體對硫化氫的吸附量是瓦斯的90倍左右，部分礦井的煤層中因含有硫化氫氣體，致使工人生命受到威脅，有的甚至喪命，有的造成礦井停產，或部分煤層放棄開採，丟棄寶貴資源的現象。常規的治理方法就是直接在巷道兩幫和工作面向煤體中注入鹼性溶液，以達和硫化氫產生反應生成鹽類物質，從而將硫化氫的含量降低到標註值以下，有利於開採。
[0003]煤層含硫化氫的成因主要有三類:生物成因、熱化學成因、火山噴發，其中起到重要作用的是前兩個成因。因為膏體礦物和含烴類煤體發生的不論是微生物還原硫酸鹽，還是硫酸鹽熱化學還原反應都促使硫化氫的產生。而在煤體的頂底板巖層中，雖然含有膏體礦物，但因缺乏烴類煤體，所以硫化氫含量極低，這為防治和開採含硫化氫煤層提供了一個避讓危險的安全場所。
[0004]現有的含硫化氫煤層的治理方式，多為在煤層中直接開拓巷道，在硫化氫氣體不斷湧出的巷道中施工，工人背負沉重的防護設備，勞動效率下降，而且巷道中的機電設備也要受到硫化氫氣體的腐蝕，能效下降。另外，直接在煤層中施工鑽孔，從鑽孔中湧出的硫化氫含量更高，危險性更大，並且封孔、注入高壓鹼溶液時，鹼溶液在煤體中的擴散效果並不明顯；在巷道中噴灑鹼溶液，汙染空氣，對人員和設備都有不同程度的損傷；採用通過來治理硫化氫，效果差，有時根本沒有效果。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於克服上述開採工藝的不足，提供一種含硫化氫煤層的頂底板治理的開採工藝，以便創造防護距離來對含硫化氫煤層進行治理，待硫化氫含量降低到規定值以下時，可以直接進行開採。
[0006]為了實現上述目的，本發明的技術方案如下。
[0007]—種含硫化氫煤層的頂底板治理的開採工藝，具體包括以下步驟:
[0008]I)根據硫化氫氣體賦存機理，硫化氫主要是在煤層中賦存的，在煤層的頂板巖層或底板巖層中，含量甚微，因此，首先通過現場試驗來檢測頂板巖層和底板巖層中是否含有硫化氫氣體。
[0009]2)若頂板巖層中含量過低，則可以在距離預採煤層5?IOm的頂板巖層和底板巖層中的煤巷中布置一系列平行於煤層頂底板的措施巷道，這些巷道能夠覆蓋整個回採區段煤層。
[0010]3)在這些巖石巷道中布置一系列鑽場，並在其中向煤層施工一系列能覆蓋預採煤層的穿層鑽孔；針對含硫化氫煤層的施工過程中，採用鹼溶液密封方式來中和從煤屑中解吸的硫化氫氣體，採用硫化氫治理專用鑽孔施工完成後及時封孔，並向煤層內注入高壓鹼性溶液。
[0011]4)治理後，通過重新開孔，檢測煤層中硫化氫含量，待達到安全值以下時，方可在經過治理的區域煤層內進行煤巷掘進，待形成回採工作面後進行開採；
[0012]5)在開採過程中要時時監測硫化氫氣體的含量，在安全值範圍內進行掘進和回米。
[0013]6)若檢測出在頂板巖層或底板巖層中,硫化氫的含量超標,在增大距煤層頂板巖層或底板巖層的距離而進行硫化氫含量檢測後，仍不能達標，則放棄這一技術的使用。
[0014]這套含硫化氫煤層的頂底板治理的開採工藝主要有以下特點:1)變直接接觸硫化氫毒氣的治理為在煤層的頂板巖層或底板巖層中開拓措施巷治理硫化氫；2)鑽孔施工容易，覆蓋範圍大，鑽孔的密度均勻可控，施工時可以採用水密封方式防止硫化氫氣體湧出；3)從頂底板巷道的鑽孔中向煤體中注入鹼溶液時容易控制流量、注漿的頻率，同時容易監測和監測硫化氫治理效果，從而達到最佳的治理效果。
[0015]該發明的有益效果在於:
[0016]I)首先避免了人體和機電設備直接受到硫化氫氣體的危害，保護人身安全，保證了機電設備的良好運轉；
[0017]2)在巖石巷道中布置一系列鑽場，並施工措施鑽孔，而後對煤層採用注入高壓鹼溶液進行硫化氫治理，保障了人和機電設備的安全，並提高了治理硫化氫的效率和效果，從而有效降低硫化氫的含量，達到開採的條件。
[0018]3)通過這一技術的實施開展，將有效解放一大批含硫化氫煤層的開採，有效的提高了資源的利用效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明實施例含H2S煤層頂板治理H2S專用措施巷道示意圖。
[0020]圖2是本發明實施例含H2S煤層頂板治理H2S專用措施巷道截面圖。
[0021]圖中標記說明:1、硫化氣治理措施巷道；2、煤層風巷；3、硫化氣治理專用鑽孔；4、迴風大巷；5、運輸大巷；6、聯絡巷道；7、煤層機巷；8、頂板巖層；9、含硫化氫煤層；10、底板巖層；11、煤巷。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本發明的【具體實施方式】進行描述，以便更好的理解本發明。
[0023]實施例
[0024]圖1中是本發明實施例含H2S煤層頂板治理H2S專用措施巷道示意圖。迴風大巷
4、運輸大巷5、聯絡巷道6布置於巖石中，回採工作面布置的煤層風巷2、煤層機巷7布置在煤巷11中，而硫化氫治理措施巷道I平行布置於頂(底)板的巖層中，它們就沒有具體的名稱，如風巷、機巷等，它只有措施巷這個叫法。圖2是本發明實施例含H2S煤層頂板治理H2S專用措施巷道截面圖，基於此圖的含硫化氫煤層的頂底板治理的開採工藝，具體包括以下步驟:[0025]I)根據硫化氫氣體賦存機理，硫化氫主要是在煤層中賦存的，在煤層的頂板巖層8或底板巖層10中，含量甚微，因此，首先通過現場試驗來檢測頂板巖層8和底板巖層10中是否含有硫化氫氣體。
[0026]2)若頂板巖層8中含量過低，則可以在距離預採煤層IOm的頂板巖層8和底板巖層10中一系列措施巷道，覆蓋整個煤層。
[0027]3)在這些巖石巷道中布置一系列鑽場，並在其中向煤層施工一系列能覆蓋預採煤層的穿層鑽孔。針對含硫化氫煤層9的施工過程中，採用鹼溶液密封方式來中和從煤屑中解吸的硫化氫氣體，採用硫化氫治理專用鑽孔3施工完成後及時封孔，並向煤層內注入高壓鹼性溶液。
[0028]4)治理後，通過重新開孔，檢測煤層中硫化氫含量，待達到安全值以下時，方可在治理達標的煤層中布置巷道，待形成回採工作面後進行開採。
[0029]5)在開採過程中要時時監測硫化氫氣體的含量，在安全值範圍內進行掘進和回米。
[0030]6)若檢測出在頂板巖層8或底板巖層10中，硫化氫的含量超標，在增大距煤層頂板巖層8或底板巖層10的距離而進行硫化氫含量檢測後，仍不能達標，則放棄這一技術的使用。
[0031]以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也視為本發明的保護範圍。
【權利要求】
1.一種含硫化氫煤層的頂底板治理的開採工藝，其特徵在於:具體包括以下步驟: 1)首先通過現場試驗來檢測頂板巖層和底板巖層中是否含有硫化氫氣體； 2)若頂板巖層中含量過低，則可以在距離預採煤層5?IOm的頂板巖層和底板巖層中布置一系列平行於煤層的措施巷道，這些巷道能夠覆蓋整個回採區段煤層； 3)在這些巖石巷道中布置一系列鑽場，並在其中向煤層施工一系列能覆蓋預採煤層的穿層鑽孔；針對含硫化氫煤層的施工過程中，採用鹼溶液密封方式來中和從煤屑中解吸的硫化氫氣體，採用硫化氫治理專用鑽孔施工完成後及時封孔，並向煤層內注入高壓鹼性溶液； 4)治理後，通過重新開孔，檢測煤層中硫化氫含量，待達到安全值以下時，方可在經過治理的區域煤層內進行煤巷掘進，待形成回採工作面後進行開採； 5)在開採過程中要時時監測硫化氫氣體的含量，在安全值範圍內進行掘進和回採； 6)若檢測出在頂板巖層或底板巖層中，硫化氫的含量超標，在增大距煤層頂板巖層或底板巖層的距離而進行硫化氫含量檢測後，仍不能達標，則放棄這一技術的使用。
【文檔編號】E21C41/16GK103615248SQ201310616964
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月23日 優先權日:2013年11月23日
【發明者】吳愛軍, 王永強, 澤仁洛桑, 張攀, 劉新田, 陳方理, 舒程鵬 申請人:西南科技大學