[发明专利]一种瓦斯灾害的化学防治方法及其专用设备

说明书

技术领域  本发明属于一种煤矿生产开采中瓦斯灾害治理方法及其专用设备。

背景技术  众所周知，在煤炭开采过程中的瓦斯危害一直是人类迄今未能处理好的问题，百余年来，因其爆炸事故造成的伤亡的总人数不亚于一场世界级的大战。近年来，国内外煤炭业重大伤亡事故屡屡发生。目前，国内、外煤炭工业所采取的瓦斯灾害治理方法全部是综合物理法，具体体现在采煤工艺上可作以下描述：第一步抽气先行。在开采之前，在地面与井下向待采煤层中布置抽气管网，然后将煤层中的瓦斯抽出，用于发电或民用。第二步为向待采煤层注水。一般来说，引起爆炸事故的祸首是瓦斯，但最大帮凶是煤尘。注水可增加煤的湿度，既防止了煤尘危害又改善了工人的作业环境。第三稀释。通过强化通风确保瓦斯按足够倍率加以稀释，并通过回风巷最终排出井下；第四“热点”隔离。由于气体可能到处乱跑并弥漫到所有井下巷道，造成危害。只好被动地将所有可能引起爆炸的“热点”空间与外环境封堵隔离，全部电器设备一律要求防爆类型。按防爆型设计，其外壳都必须用可承受8公斤/平方厘米的厚重的钢板制成，设备的所有接合面也必须按严格的标准规程设计及加工为隔爆接合面。对于超级瓦斯煤矿连工人用的锤头也须铜质的，以防产生打击火花。强化通风以及防爆设计只是增加了生产成本，工人们严格按照作业规程、以牺牲工作效率为代价的小心谨慎工作，即使这样仍不能彻底防范它的危害，一次次重大事故的发生又增加它的社会成本，以致社会上出现“血煤”说法，给煤炭工业蒙上血光之色，瓦斯成了煤炭开采业名副其实的恶性肿瘤。现有瓦斯治理方法的重大缺陷就在于太被动。一边让它四处逃窜作恶，一边处处围堵，反而会防不胜防。经过抽气之后，如果将每吨煤炭中剩余瓦斯体积千倍的缩小，变成液体，可能仅仅不过数十滴而已，之所以难治理，就在于它是看不见、摸不着且难以束缚的气体，才使人类这样不得安宁。

现代医学对恶性肿瘤的医疗，既有主动地“以毒攻毒”，又有诱变癌细胞，使其改恶从良之策。在瓦斯治理问题上完全可以借鉴。如果在严格规范及操作可控的范围内，主动的运用远比瓦斯还要活泼的“噬氢”类毒气注入煤层，利用瓦斯所含丰富H元素的薄弱点，将躲藏在煤层中的瓦斯强制性地驱赶出来排到地面，对极少数剩余顽固分子实在赶不出来的，可就地捕捉，二毒相互化合为液体，都无法四处逃窜，逼瓦斯“从良”，危害就能够彻底解除。对于个别化合气体成分，如果虽不能将其转化为液体，但只要它的沸点提高，水溶性增大，使之能够完全溶解在煤的含水里，既使这水不怎么好，由于它分散在碎煤表面，并随即被煤炭运输到地面，则瓦斯危害基本上就化而了之。为防止注入的毒气从煤层中逸出伤人，在化学治理时可以采取依靠负压在煤层内定向导引，还可以结合传统治理的一些措施，如在煤层外严格监测、加强通风、局部巷道临时性封闭等，均可以防止“毒药”伤人。化学防治法虽说可单独使用。但新方法如果与原综合物理防治体系结合，既可降低原方法的治理成本，也可以节省化学治理的成本，其中真空泵、储气罐与部分管网均可不用再添置，也减少了煤层钻孔作业，使治理之效果倍增，这样，瓦斯就不可能再“惊天动地”地去危害人类了。以上便是本发明的基本思路。