[发明专利]隔离法预防采空区煤层自然发火和瓦斯爆炸技术

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿采煤工程领域，具体地涉及一种隔离法预防采空区煤层自然发火和瓦斯爆炸技术。

背景技术

煤层自燃的条件：(1)具有低温氧化性，即有自燃倾向的煤以破碎状态存在；(2)有大于12％氧含量的空气通过这些碎煤；(3)空气流动速度适中，使破裂煤体有积聚氧化热的环境；只有这3个条件同时具备，并持续一定的时间，煤炭自燃发火才可发生。

瓦斯爆炸的条件：(1)瓦斯浓度为5％-16％，它还受温度、压力以及煤尘、其它可燃性气体、惰性气体的混入等因素的影响；(2)引火温度为650℃-750℃。但因受瓦斯的浓度、火源的性质及混合气体的压力等因素影响而变化；(3)氧气的浓度不低于12％；只有这三个条件同时具备，才可发生瓦斯爆炸。

从发生自燃和爆炸的条件可知，均离不开氧气的存在，且不低于12％，如何在煤层开采过程中，降低或消除采空区中的氧含量或控制在12％的临界值以下，是防止采空区煤层自燃和瓦斯爆炸的关键。

在开采过程中，正常推进时采空区顶板能及时冒落，充填满开采的空间，即可有效防止采空区漏风及瓦斯涌出；但当工作面不能或正常推进，若顶板不能及时冒落，则会出现采空区漏风增大，致使氧含量增加，使浮煤或裸露的煤层氧化，而且采空区中的瓦斯向工作面及回风流中释放。目前，在开采过程中，预防自燃或爆炸事故，一般采取采空区注氮、喷洒黄泥或灌浆(有的采取喷洒阻化剂)、工作面上下隅角砌筑一定长度的矸石或黄泥袋子隔离墙、工作面采空区侧悬挂挡风帘等措施，但实际效果均不能达到要求，不能达到预防的目的。

因此，为了解决现有技术中的上述不足，本发明提出了一种新的解决方案。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种隔离法预防采空区煤层自然发火和瓦斯爆炸技术，可有效将采空区隔离，使采空区内的氧气含量低于临界值，既可避免煤层自然发火，也可预防采空区瓦斯爆炸，同时也可防止采空区中的瓦斯外泄，进入工作面回风。

根据本发明提供的一种隔离法预防采空区煤层自然发火和瓦斯爆炸技术，该技术使用了一种可充气膨胀的隔离装置，包括以下步骤：

(1)在各工作面协助敷设未充气的所述隔离装置；

(2)采空区隔离：在采空区一侧敷设未充气的所述隔离装置，使所述隔离装置长度适宜，然后使所述隔离装置充气膨胀，使得膨胀后的隔离装置与采空区未冒落或冒落不充分的顶板和底板密实接触。

进一步地，所述隔离法预防采空区煤层自然发火和瓦斯爆炸技术还包括步骤(3)，采空区隔离后向采空区注入氮气或惰性气体，把采空区内的氧气置换出来，使隔离后的采空区内的氧气含量降到10％以下。

优选地，步骤(1)中在放顶煤工作面采用后溜协助敷设，其他工作面采用运输机协助敷设或者预设敷设装置协助敷设。

优选地，步骤(2)中在采空区一侧敷设未充气的所述隔离装置，沿切顶排支柱进行敷设，或沿综采工作面液压支架尾部进行敷设，或沿工作面倾斜方向进行敷设。

可选地，步骤(2)中所述隔离装置长度为与工作面的倾斜长度相等，或上下顺槽端各余2-3m，或根据采煤工作面冒落，或其他地点使用等的具体情况，具体确定隔离装置的长度，或搭接组合使用。

根据本申请提供的隔离法预防采空区煤层自然发火和瓦斯爆炸技术，能够带来至少以下有益效果之一：

(1)     有效对采空区进行隔离和封闭。本发明提供的隔离法预防采空区煤层自然发火和瓦斯爆炸技术，其中使用了可充气膨胀的隔离装置，该隔离装置充气膨胀后与采空区未冒落或冒落不充分的顶、底板密实接触，形成一面密封的隔离墙，使采空区内的氧气含量低于临界值(12％)，可有效避免煤层自然发火，预防采空区瓦斯爆炸，同时也可防止采空区中的瓦斯外泄，进入工作面回风；

(2)      设计合理，使用方便、安全。本发明提供的隔离法预防采空区煤层自然发火和瓦斯爆炸技术，其中使用了可充气膨胀的隔离装置，未充气的隔离装置可折叠存放和运输，充气膨胀后的隔离装置的形状可根据拟封闭区域的巷道形状而定，此隔离装置可快速隔离采空区及时控制灾害区域，实现煤矿安全生产；

(3)     有效预防煤层自然发火和瓦斯爆炸。本发明提供的隔离法预防采空区煤层自然发火和瓦斯爆炸技术，将采空区有效隔离后向采空区注入氮气或惰性气体，把采空区内的氧气置换出来，使隔离后的采空区内的氧气含量降到10％以下，使采空区处于窒息状态，可有效预防煤层自然发火，也可有效控制瓦斯的涌出和采空区发生瓦斯爆炸。

附图说明