综掘工作面硫化氢抽取-净化一体化治理技术

硫化氢煤巷综掘工作面掘进时，受巷道独头通风作用，在掘进工作面迎头区域内极易造成硫化氢气体积聚、超限。为治理煤矿综掘工作面硫化氢气体积聚、超限所带来的作业人员伤亡及设备损害，采用CD4型硫化氢便携仪检测硫化氢气体体积分数的研究方法，对硫化氢气体涌出分布规律、掘进机停止割煤后硫化氢气体体积分数随时间变化规律进行了测试分析；揭示出综掘机割煤扰动是诱导综掘工作面硫化氢气体涌出的主因，且涌出后在回风流沿程方向上以及顶底板高度方向上均呈现出逐渐减小的分布规律。采用理论分析、实验室及现场实测试验手段，提出了煤矿综掘工作面硫化氢抽取-净化一体化治理的新技术方案，研究了硫化氢抽取-净化一体化治理机理，研制出用于煤矿综掘工作面硫化氢抽取-净化一体化治理的工艺技术及配套装置。现场应用研究表明，综掘工作面硫化氢抽取-净化一体化治理装置的抽吸风口后1 m及出风口后1 m位置，硫化氢气体涌出体积分数分别由抽取-净化前的169.2×10-6、155.9×10-6降至抽取-净化后的13.9×10-6、10.2×10-6，综掘工作面硫化氢抽取效率达到91.8%，硫化氢净化效率达到93.5%，硫化氢危害治理效果良好，为煤...     

煤矿硫化氢气体扩散规律及消除实验研究

为了降低回采工作面硫化氢的浓度,保障工作人员的生命安全和工作面的安全快速回采,分别对富含硫化氢煤体的水样、煤样的成本在国家重点实验室进行化验分析,通过测定回采期间的硫化氢的浓度,得出割煤期间工作面硫化氢扩散浓度分布规律。通过1303回采面打分层钻孔,从纵向角度观测了硫化氢浓度,从而判断了硫化氢来源的煤层。通过在实验室测试碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钙、硫酸亚铁、氯化铁、硫酸铜等试剂及其混合溶液对硫化氢的消除实验,得出实用、有效、安全、经济的硫化氢吸收试剂为碳酸钠,其次为碳酸氢钠。     

综掘工作面硫化氢分布规律及泡沫治理技术

为治理煤矿综掘工作面的硫化氢危害,对东山矿71507综掘工作面硫化氢的分布规律进行现场测试分析,提出了采用泡沫吸收液对硫化氢进行治理的新技术方案;研究了泡沫治理硫化氢机理、泡沫发生装置及其布置方式。结果表明:在综掘工作面掘进机割煤时,使用质量分数0.4%的泡沫剂和流量40 L/min、质量分数0.8%吸收液治理硫化氢涌出,可使掘进机割煤涌出硫化氢体积分数由73.1×10-6降至10.6×10-6,硫化氢吸收效率达到85.5%,煤矿硫化氢危害治理效果显著。     

回采面机载式同步吸收硫化氢设备工艺及应用研究

针对回采工作面割煤时硫化氢大量涌出严重危害作业工人的健康问题,以晋牛煤矿1303工作面为例,采用煤矿井下机载同步式硫化氢处理装置,在采煤机割煤破煤的瞬间,利用机头、机尾2个负压泵的强力抽吸作用,将机头和机尾的硫化氢引到碱液箱处,碱液箱处安设的喷嘴喷雾能够快速将硫化氢消除。研究结果表明,机载同步式消除硫化氢装置除了控制采煤机在割煤过程中产生的硫化氢外,它对风流的强力抽吸作用还能够增强采煤机机头和机尾附近风流的流动速度,防止硫化氢在机头和机尾处积聚,提高采煤机在工作面割煤的安全性,从而降低工作面硫化氢的浓度。通过在1303工作面的试验表明,采用机载同步式硫化氢处理装置,回采工作面的硫化氢平均浓度从125×10^-6降低到了50×10^-6,降低幅度可达60%,回采工作面硫化氢治理效果显著,大幅度降低了人工成本和工程施工投入,抽吸硫化氢的同时,从而保证回采面的安全高效生产。     

急倾斜厚煤层硫化氢抽放工艺技术研究

硫化氢煤矿井下的有毒有害气体不容忽视的有毒气体之一,针对乌东矿区+575试验工作面开采扰动时涌出的硫化氢含量高的特点,开展了急倾斜厚煤层硫化氢抽放工艺技术研究,结果表明：煤体硫化氢抽放影响半径随抽放负压增加而增加；由钻孔硫化氢抽放浓度随抽放时间变化情况分析可以看出,硫化氢抽放浓度随抽放时间增加而呈现出逐渐减小的变化规律,且当煤体硫化氢抽放进行到13天左右时达到一个相对稳定状态； 煤体开展硫化氢抽放后硫化氢降低效率47.1%-55%范围内,显著地降低了煤体抽放后硫化氢含量。得出与+575试验工作面类似地质及开采条件下开采的工作面开展硫化氢抽放工作。     

综掘工作面硫化氢涌出规律与治理技术研究

为了降低综掘工作面掘进生产过程中的硫化氢浓度，首先通过现场测试，分析了综掘工作面掘进机割煤过程中的硫化氢涌出规律和沿程分布规律，提出了以“三压带”分段注水工艺技术向工作面预注硫化氢吸收液和截割头高压喷射硫化氢吸收液的治理措施，通过现场试验确定了治理措施的合理工艺技术参数，并对治理效果进行了考察，采取治理措施后距工作面5m、15m处掘进机割煤时硫化氢的浓度分别由269.9×10-6、151.4×10-6降低到27.5×10-6、17.2×10-6，降低效率分别为89.8%和88.6%。     

井下废弃油井影响区域硫化氢综合治理技术研究

针对双马煤矿井下废弃油井影响区域采煤工作面硫化氢治理问题,在对硫化氢来源进行初步分析的基础上,通过超前探测确定了I0104₁05工作面马探31废弃油井影响范围内硫化氢的分布规律。根据对废弃油井的风险等级分类,提出了硫化氢的分级治理模式,构建形成了地面封堵治理为主、井下治理为辅的“堵、注、喷、增、降、监、护、撤”硫化氢综合治理体系。通过现场应用,实现了对井下废弃油井影响区域采煤工作面硫化氢的有效治理,确保了工人职业健康和矿井安全生产。     

突出煤层掘进工作面硫化氢综合治理技术

随着煤层开采深度的增加,煤层地质条件愈趋复杂,煤层掘进时硫化氢大量涌出,严重威胁井下工作人员的身体健康。阜康一矿11A221回风巷突出煤层掘进期间,在钻孔预抽消突后,残留的硫化氢气体掘进时大量涌出,导致工作面回风流中硫化氢浓度最高达73×10^-6,平均为55×10^-6,超出《煤矿安全规程》规定的6.6×10^-6。研究发现,单一增大风量至风速极限,硫化氢浓度仍不能降低至规定容许范围内。因此,采用增大风量和压注碳酸钠溶液综合治理硫化氢。对巷道轮廓线外2 m、工作面前方42~53 m的煤体压注浓度为5.73%的碳酸钠溶液,从源头降低煤体中硫化氢含量,并将工作面风量由530 m³/min提高至940 m³/min,提高稀释硫化氢能力。掘进期间工作面及回风流中的硫化氢浓度控制在5×10^-6和3×10^-6左右,低于安全允许值,有效保障了工作面安全生产。研究可为类似条件矿井硫化氢治理提供经验。     

多排式集束钻孔区域拦截硫化氢效果分析及评价

针对回采工作面割煤时硫化氢大量涌出问题,采取工作面迎头设计并施工多排式集束钻孔并注碱液进行拦截,相邻区域之间设置适当的超前距,多排式拦截钻孔形成3排硫化氢拦截区域,碱液和煤体中吸附的硫化氢气体反应后,能起到提前拦截硫化氢的作用,使得煤体中的硫化氢在割煤前提前被碱液吸收,从而减小割煤期间硫化氢的涌出。实践表明施工多排式集束钻孔起到了拦截硫化氢的作用,回风巷巷口硫化氢平均浓度降低比例为61.32%。     

综放工作面注NaHCO3溶液治理硫化氢技术研究

针对斜沟煤矿工作面回采期间因硫化氢涌出量较大而影响作业人员身体健康的问题,提出向煤层注碱溶液治理硫化氢的方法。在23105和23114工作面采集煤样开展可注性及渗透性研究,并在两个工作面开展注碳酸氢钠溶液治理硫化氢试验,结果证明:13号煤层属于可注性煤层;同一地层应力,渗透系数随着孔隙压力的增大而升高;硫化氢涌出量随着工作面开采强度的增大而升高;距离工作面25～50 m时开展超前注碱,注入煤层内的碱液量较高,可达到0.22～0.51 m~3/h,硫化氢治理效果较好。