[发明专利]一种煤矿工作面瓦斯封堵抑制综合治理系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤矿井下工作面瓦斯治理技术领域，特别是涉及一种煤矿工作面瓦斯封堵抑制综合治理系统及方法。

背景技术

煤矿瓦斯事故是威胁我国煤矿安全生产的最主要威胁。经过近年来的技术攻关，体制、管理革新，煤矿安全形势逐渐趋于好转。尽管如此，我国煤矿的百万吨死亡率仍然居高不下，与西方发达国家相比还有很大差距。由于瓦斯事故破坏性强，人员伤亡多，造成的经济损失大，且煤矿开采深度逐步增加，瓦斯压力和瓦斯涌出量急剧加大，瓦斯防治形势仍然严峻。

目前我国大部分煤矿工作面的通风方式为“U”型，工作面的瓦斯为工作面和采空区的煤体解吸所产生。在“U”型通风条件下，进入工作面的风流分为两部分，一部分沿工作面流动；另一部分进入采空区，并且在工作面的后半部分，进入采空区的风流携带采空区的瓦斯一同逐步返回工作面。治理工作面的瓦斯，一方面在减少进入采空区的风流，同时封堵住从采空区返回工作面的风流，阻断上隅角瓦斯超限的来源；一方面要抑制工作面煤体、采空区放顶煤及遗煤的瓦斯解吸，减小瓦斯的释放。因此，减少采空区瓦斯向工作面涌入，抑制采场煤体瓦斯的解吸，对于保障井下人员的生命健康、预防事故发生尤为重要，而目前采用挡风墙工作量大效率低，挡风帘容易遭受破坏，瓦斯浓度忽高忽低，极不稳定，形成了安全生产的一大隐患。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种煤矿工作面瓦斯封堵抑制综合治理系统，采用上、下隅角封堵与架前架后喷洒瓦斯抑制液的方式，实现最大限度减少采空区漏风，封堵采空区瓦斯向工作面回流通道，同时减缓工作面及采空区煤体瓦斯释放，达到保障工作面安全生产的目的。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种煤矿工作面瓦斯封堵抑制综合治理系统，包括空气封堵墙和喷洒装置；所述空气封堵墙设置于所述喷洒装置上下两侧；所述空气封堵墙包括多个空气砖，所述空气砖之间通过卡扣连接，所述空气砖上设置有充气孔和泄气孔；所述喷洒装置包括液压支架、割煤滚筒、储液箱、抑制液泵和喷头，所述储液箱用于盛放抑制液；所述割煤滚筒设置于所述液压支架一侧，所述喷头设置于所述液压支架两侧，所述抑制液泵设置于所述喷头和所述储液箱之间，并通过抑制液运输管路连通所述喷头和所述储液箱。

可选的，所述抑制液泵的入口通过第一抑制液运输管路与所述储液箱连通，所述抑制液泵的出口通过第二抑制液运输管路与所述喷头连通。

可选的，所述第一抑制液运输管路上设置有过滤器。

可选的，所述第二抑制液运输管路包括第一支路和第二支路，所述第一支路连通位于所述液压支架煤体侧的所述喷头，所述第二支路连通异于所述液压支架煤体侧的所述喷头。

可选的，所述第二抑制液运输管路上设置有第一高压球阀和液体压力表，所述第一支路上设置有第二高压球阀，所述第二支路上设置有第三高压球阀。

可选的，所述空气封堵墙设置于所述喷洒装置的上方和下方。

可选的，还包括充气管路，所述充气管路用于为所述空气砖充气。

可选的，所述充气管路上设置有气体压力表。

可选的，所述泄气孔处设置有安全阀。

本发明还公开一种使用煤矿工作面瓦斯封堵抑制综合治理系统的方法，包括空气封堵墙的使用方法和喷洒装置的使用方法；

所述空气封堵墙的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：根据上隅角和下隅角的空间大小计算所需空气砖的数量，将所述空气砖搬运到上隅角和下隅角，将所述空气砖通过卡扣连接为一个整体；

步骤二：按照从下至上的充气顺序对所述空气砖进行充气，将所述充气管路连接到所述充气孔进行充气，同时观察所述气体压力表，达到额定的气压后停止充气，将所有所述空气砖充至额定气压，相互连接的所述空气砖形成所述空气封堵墙，确保所述空气封堵墙填充满整个隅角上下的空间；若所述空气封堵墙上方岩层垮落致使空气砖内压力超出安全范围，则安全阀开启释放空气砖内空气直至再次达到额定压力；

步骤三：工作面不断推进，所述空气封堵墙也需向前移动，此时手动打开泄气孔，释放最上方所述空气砖内一定量的气体，当部分所述空气封堵墙与隅角煤体分离后，整体移动所述空气封堵墙到指定位置，再次进行步骤一的操作。

所述喷洒装置的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：开启喷洒装置之前，确定抑制液的种类及采煤工作面每推进一个循环抑制液的用量；