[发明专利]一种基于水气涡旋流体治理煤矿上隅角瓦斯的应用方法

说明书

一种基于水气涡旋流体治理煤矿上隅角瓦斯的应用方法，属于流体应用技术领域，其特征在于是一种将液相与气相的两种物理性能截然不同的流体混合生成一种多相流水气涡旋流体，使该流体充满于煤矿上隅角，通过连续不断的涡旋流动使得煤矿上隅角瓦斯溢出到主风流中予以稀释和排放，或者与液体颗粒结合随煤矿矿物或者其它液固物一起排出；而且通过涡旋流体流动充满于煤矿上隅角使得这一空间内不能产生瓦斯积聚的装置及应用方法。本发明避免由于上隅角瓦斯失控造成的恶性事件的发生，应用前景及意义非常重大。本发明治理煤矿上隅角瓦斯简单可靠、易操作、及时、彻底、高效、不导致二次污染。

技术领域

本发明一种基于水气涡旋流体治理煤矿上隅角瓦斯的应用方法，属于流体应用技术领域，具体而言是一种将液相与气相的两种物理性能截然不同的流体混合生成一种多相流水气涡旋流体，使该流体充满于煤矿上隅角，通过连续不断的涡旋流动使得煤矿上隅角瓦斯溢出到主风流中予以稀释和排放，或者与液体颗粒结合随煤矿矿物或者其它液固物一起排出；而且通过涡旋流体流动充满于煤矿上隅角使得这一空间内不能产生瓦斯积聚的应用方法。

背景技术

瓦斯是指矿井中主要由煤层气构成的以甲烷为主的有害气体，有时单独指甲烷。瓦斯是一种无色、无味、无臭、可以燃烧或爆炸的气体，难溶于水，扩散性较空气高。瓦斯无毒，但浓度很高时，会引起窒息 。瓦斯在煤层中的赋存形式主要有两种状态：在渗透空间内的瓦斯主要呈自由气态，称为游离瓦斯或自由瓦斯，这种状态的瓦斯服从理想气体状态方程；另一种称为吸附瓦斯，它主要吸附在煤的微孔表面上和在煤的微粒内部，占据着煤分子结构的空位或煤分子之间的空间。

矿井瓦斯不助燃，但它与空气混合成一定浓度后，遇火能燃烧、爆炸。瓦斯爆炸时会产生3个致命的因素：爆炸火焰、爆炸冲击波和有毒有害气体。瓦斯爆炸不仅造成大量的人员伤亡，而且还会严重摧毁矿井设施、中断生产。矿井瓦斯爆炸往往引起煤尘爆炸、矿井火灾、井巷坍塌和顶板冒落等二次灾害 。

引起瓦斯燃烧与爆炸必须具备3个条件：一定浓度的甲烷、一定温度的引火源和足够的氧气。

上隅角就是回风顺槽和采面后面的拐角处，由于风流把瓦斯从工作面带到回风顺槽，瓦斯容易在这地点的上面积聚，所以这个地方的瓦斯容易超限，故上隅角瓦斯浓度是煤矿安全监控的重点。及时处理局部积存的瓦斯，是矿井日常瓦斯管理的重要内容，也是预防瓦斯爆炸事故、保证安全生产的关键工作；但是瓦斯集聚易发生与瓦斯处治理手段异常复杂和落后的矛盾非常突出，正如发明名称 --- 基于千米定向钻孔的采动裂隙带瓦斯抽采技术方法，申请号CN201710511319.4，利用千米定向钻机在回风侧的钻场中向采空区上部裂隙带施工若干千米定向钻孔，对采动裂隙带中的瓦斯进行抽采，能够有效解决上隅角积聚超限问题，很明显该方法是将积聚问题小化，没有彻底解决积聚问题；正如专利：发明名称 --- 一种U型通风工作面采空区随动瓦斯抽采方法，申请号CN201710467143.7，通过对回采工作面通风的分流作用，减小了采空区回采工作面上隅角回风流中的瓦斯来源，提高了工作面的瓦斯抽采率，达到了安全高效回采的效果，但是仍然不能彻底解决瓦斯积聚问题，所以急需一种简单可靠，有效快速将上隅角瓦斯实时地排放到主风流中，而且确保上隅角这一限定空间不产生瓦斯集聚现象的应用方法。

发明内容

本发明一种基于水气涡旋流体治理煤矿上隅角瓦斯应用方法目的在于，为解决上述现有技术中存在和无法解决的问题，从而公开一种将液相与气相的两种物理性能截然不同的流体混合生成一种多相流水气涡旋流体，使该流体充满于煤矿上隅角，通过连续不断的涡旋流动使得煤矿上隅角瓦斯溢出到主风流中予以稀释和排放，或者与液体颗粒结合随煤矿矿物或者其它液固物一起排出；而且通过涡旋流体流动充满于煤矿上隅角使得这一空间内不能产生瓦斯积聚的装置及应用方法的技术方案，该技术方案简单可靠、易操作、能够及时可靠、彻底、高效、不导致二次污染的水气涡旋流体治理煤矿上隅角瓦斯装置，从而避免由于上隅角瓦斯失控造成的恶性事件的发生。