[发明专利]一种煤炭无氧开采方法

权利要求书

1.一种煤炭无氧开采方法，其特征在于：所述无氧开采方法包含以下步骤：

步骤1：进行矿柱的布置，在煤矿巷道内设置煤柱，最小的煤柱应不能小于矿产埋藏深度的十分之一，并且要大于30米，煤柱在设置时其宽度要采用长壁工作面长度，并且按照正规长壁工作面进行开采，巷道的两边不设矿柱，采用的是工作面掘进法；

步骤2：在矿井内设置固定供气硐室，提供给工作人员的氧气量；

步骤3：对矿井进行密封，将矿井的主井和副井封闭至密封状态，使矿井内部大气环境和地面大气环境隔离，但是要方便控制开合，为地下工作人员预留逃生的路线和时间；

步骤4：从地下煤炭层获取可燃气体，在地下将固体矿物通过热化学过程变为气体燃料，然后通过钻孔的方式通过管道抽吸排到地面，从而进行收集并供给用户；

步骤5：对废弃物进行处理，采用清洁开采的方式来降低煤矿开采中产生的废弃物质对环境的影响；

步骤6：对于腐蚀介质相对封闭的体系，对介质进行处理，降低腐蚀介质本身对材料的腐蚀性，对输送乳化液的管道、油缸等加入缓蚀剂、进行净化处理等，对于暴露在开放介质中的构件，不能对介质进行处理，从构件本身去选择耐腐蚀的材料或者对构件进行涂抹防腐蚀涂层。

2.根据权利要求1所述的一种煤炭无氧开采方法，其特征在于：所述步骤1中所谓的宽工作面掘进主要是一种应力接触法，使采出的工作面一直延续保留，使巷道处于卸压拱形状态，避免出现应力集中而造成工作面回采动压的问题，避免坍塌，然后借助附近的老采矿区，将巷道设置在矿矸石被压实的老采矿区，老矿区的受集中承受力和采动压力小，维护效果相对较好。

3.根据权利要求1所述的一种煤炭无氧开采方法，其特征在于：所述步骤1中简化巷道的布置，优化采矿区机工作面参数，研究单一煤层集中开拓，集中准备、集中回采，大幅度的降低岩巷掘进率，减少出矸率，使开采出的矸石在井下直接处理，作为充填材料。

4.根据权利要求1所述的一种煤炭无氧开采方法，其特征在于：所述步骤2中在固定硐室的内部设置有储氧罐，将储氧罐通过管道与地面的供氧站相连接，然后配备专用的呼吸面具，方便在工作人员缺氧时使用。

5.根据权利要求1所述的一种煤炭无氧开采方法，其特征在于：所述步骤3中在井内安排设计一些监测人员，对支护结构的质量和顶板的动态进行监测，对煤气量、煤气成分以及煤气热值的稳定进行充分的监测和控制。

6.根据权利要求1所述的一种煤炭无氧开采方法，其特征在于：所述步骤4中获取可燃气体的方法主要是通过在煤炭区内设置氧化区、还原区和干馏干燥区，在氧化区主要是通过气化剂的氧与煤层中的碳发生多种化学反应，产生大量的热，使得煤层产生热量并蓄积热量，在还原区主要通过二氧化碳和煤层中水蒸气的接触，在高温下，二氧化碳还原成一氧化碳，水分子分解成氢气和氧气，氧气再与碳生成一氧化碳，当气体通道处于高温条件时，无氧的高温气流会进入干馏干燥区，热作用使得煤中的挥发物析出形成焦炉煤气，从而通过管道传输出含有一氧化碳、氢气和焦炉煤气的可燃气体。

7.根据权利要求1所述的一种煤炭无氧开采方法，其特征在于：所述步骤5中清洁开采的方法为：

(1)减小井下的排矸量，减小岩巷的数量，对于采空的区域用矸石进行充填；

(2)减小井下废气和粉尘的污染，在地下建立一个瓦斯抽放的硐室，即可以对煤层达到预抽的效果，又可以对抽放的瓦斯进行综合利用，对瓦斯气体浓度高于30％的直接用于化工企业提供能量，对与低于30％的经过提纯后用于发电等方面，在矿井内铺设送水管道，当工作面有浮沉时通过喷水的方式达到降尘的效果；

(3)对煤矿污水进行分类处理，矿井排水中多为未被污染的地下水经过处理后可再次利用，对于酸性矿井水的处理是加入石灰石和石灰进行中和然后使其混凝沉淀，再将该部分水进行抽吸并用于农田的灌溉、工业用水和生活用水。