[发明专利]充氮控氧防治煤矿瓦斯事故方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下瓦斯事故的防治技术，尤其涉及充氮控氧防治煤矿瓦斯事故方法。

背景技术

煤矿瓦斯事故防治技术，传统的方法是在一定通风条件下，将大气引入采掘空间，通过对采掘空间的混合气体中的瓦斯浓度进行人员检查及设备监测监控，同时对井下引燃源进行控制的方法来防治瓦斯事故。但是对瓦斯浓度的控制效果较差，时有超限，引燃源也时有产生，故瓦斯事故频发，每年全国发生瓦斯事故导致的死亡人数在千人以上，因此瓦斯防治是煤矿安全生产的重点。本发明适用于：1、采掘自动化程度高的矿井生产条件；2、维修人员必须要携带氧气呼吸器进入作业空间。

发明内容

本发明提供了一种充氮控氧防治煤矿瓦斯事故方法，其目的是提高防治煤矿瓦斯事故安全性并创造一个节能、环保的生产条件。

技术方案如下：

1、在矿井下设置一段隔离间将有瓦斯的采掘空间与外界空气隔离，将采掘空间进行相对封闭，使大气中的氧气与采掘空间断绝联系。隔离间由两道密封性能良好的间距不小于20米的隔离门、相关调控设施及巷道组成，其空间由浓度不低于99％氮气源进行置换充填，充填后的隔离间气体氮气浓度按不低于95％进行管理。

2、采掘空间的主要介质在隔离间刚建成的开始阶段置换为氮气。随着采掘工作的进行，瓦斯(CH₄)浓度不断增大，氮气(N₂)浓度将不断下降。

3、安装一套气体监测监控系统对隔离间的氮气浓度和采掘空间的氧气浓度进行管理。

4、为防止隔离间的氮气浓度因各种因素下降至95％以下，对隔离间设置一个氮气浓度检测仪，通过气体监测监控系统进行管理。

5、为避免氧气(O₂)有可能通过裂隙、水体、溶洞及采空区等途径介入采掘空间，造成氧气浓度超过安全限度而引发事故。对采掘空间的混合气体进行循环风流引导，利用气体监测监控系统对采掘空间混合气体的氧气浓度进行管理，当采掘空间混合气体氧气浓度超过预警浓度(5％)时能发出预警信号；当氧气浓度达到或超过安全限度(8％)时能自动切断超限区域的动力电源，保证安全生产。

6、氧气浓度的安全值的最终确定，应按以下条件进行模拟试验确定。

1)混合气体为甲烷与空气。

2)常温常压下相对湿度为60-80％。

3)引燃源温度650-750℃。

7、在采掘作业空间布置一套充氮管道系统和一套瓦斯抽采管道系统，当某段巷道氧气浓度达到预警浓度时，查明原因，进行处理；当某段巷道氧气浓度达到或超过安全浓度时，先自动切断超限区域的动力电源，再启动充氮系统和瓦斯抽采管道系统对超限区域的气体进行置换处理，使采掘空间的氧气浓度降到安全值范围。

8、对人员值班室(避难室)所专用的供气管道(或液化空气瓶)、排气管道的材质强度、连接件的密封性能等必须制定材质检测技术标准和施工安全质量标准，严禁在相对封闭的采掘空间内泄漏。

9、在隔离间内设置自动调温装置与氮气压力管路配合，以调整隔离间的温度及气体压力，防止外界空气进入。

10、进入隔离间及采掘空间的人员必须配带氧气呼吸器。

11、采掘生产过程中，严格执行“有掘必探，物探先行，钻探落实”的原则，对探明的各类隐患空间进行充氮降氧处理，严防特殊地质构造、采空区等因素导致氧气浓度超过安全限度而引发事故。

采用本技术方案的有益效果：

1、与传统的监控瓦斯浓度方法相比，本发明选择对氧气浓度进行控制，其对瓦斯事故防治的可控性远大于传统方法，可提高对瓦斯事故防治的安全性。

2、可降低突出矿井的防突指标，节约防突成本。

3、可简化采掘巷道系统，节约生产建设投资。

4、井工瓦斯矿井可实现无废气排放。

5、可对采掘空间的粉尘浓度、湿度作有效的控制，为自动化设备、设施的稳定运转创造良好气相条件。

附图说明

图1为本发明充氮控氧防治煤矿瓦斯事故方法平面布置示意图；

图中：1-外界空气巷道、2-隔离间、3-采掘空间巷道、4-靠近采空区一侧隔离门A、5-靠近大气一侧隔离门B、6-氧气浓度检测仪、7-氮气浓度检测仪、8-瓦斯抽采管道、9-充氮气管道、9.1-氮气三通自动阀门、10-专用抽出式排气管道、10.1-排气管三通自动阀门、11-调温装置。

具体实施方式

一、对采掘空间与外界的相对封闭方式