本装置专为煤矿瓦斯抽采设计,具备持续便捷抽采功能,有效防护采空区安全。装置特点包括抽采管道前端的防堵模块和推石板,保障管道畅通无阻。通过在采空区布置多组抽采管路,实现瓦斯的有效控制和安全抽采。
背景技术
在目前的能源结构中,煤炭一直占据主要地位。含有煤炭的煤层一般是存在地下300到500米,因此,煤炭的开采在地下进行,其环境比较恶劣,重大灾害事故频发。煤层瓦斯是危害煤炭安全生产的主要灾害之一,煤层瓦斯是煤炭形成过程中的一种伴生物,以吸附态储存于煤层中。煤层瓦斯的主要成分是甲烷,甲烷是一种清洁能源,但是,当煤层中的甲烷浓度过高,会使空气中氧含量明显降低,使人窒息,且甲烷易燃,与空气混合会形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。因此,开发利用煤层瓦斯,既可以充分利用地下瓦斯资源,又可以防治瓦斯灾害,改善煤炭的生产环境,进而提高经济效益。
实际开采过程中,除正在开采的煤层中产生煤层瓦斯之外,在正在开采的煤层邻近处,由于煤矿已被采空会形成采空区,采空区内同样会存留瓦斯,这些瓦斯会涌向临近煤层的工作面,进而给煤炭的开采带来威胁。
在煤矿井下采煤作业过程中,煤层中的瓦斯气体就会释放出来,一部分瓦斯气体随着煤炭运输、井下通风而排出,而一部分瓦斯气体会遗留在采空区,并在采空区储存集聚,使瓦斯的浓度增大,存在很大的安全隐患。
瓦斯事故是煤矿特别是采空区的突出灾害,瓦斯事故和死亡人数占到事故总数的50%以上,如何预防、消除瓦斯事故是一个非常重要的研究课题。
公开号为CN106437632B的专利申请提供了一种用于抽采煤矿老采空区瓦斯的抽采方法,每个采空区设计一组抽采钻孔,抽采钻孔开孔位置位于气压相对较低的密闭墙附近,钻孔终孔位置位于采空区上部瓦斯富集的顶板裂隙“O”型圈内;钻孔施工时选择用水排渣,通过用水排渣法判断钻孔是否已经钻进至顶板裂隙“O”型圈;通过在老采空区两侧不同位置设置临时控风设施,调节两侧闭墙内的气压差,促进采空区瓦斯向抽采钻孔侧流动;通过在抽采管路设置安全监控设施和喷粉抑爆装置提高老采空区瓦斯抽采的安全性。本发明提供的瓦斯抽采方法在生产矿井的井下向老采空区施工钻孔,降低了老采空区瓦斯向巷道空间泄漏带来的危险性,同时变废为宝,增加了瓦斯资源的利用量。
公开号为CN110552735B的专利申请提供了一种煤层瓦斯与临近采空区瓦斯合并抽采方法及系统,通过设置在煤层瓦斯层中的水平定向钻孔延伸至地面形成水平定向井,以及,邻近采空区中的水平对接井和常规定向井延伸至地面形成的采空区地面直井,将水平定向井和采空区地面直井中间设置的控制闸阀连通,利用煤矿井下原有的与瓦斯抽采管路相连接的瓦斯抽放泵,并直接输送至集气站,无需增加额外的工作。采用前述的抽采方法,煤层瓦斯与邻近采空区瓦斯合并抽采,节约人力和物力,减少成本,进一步地,合并抽采是从地下进行抽采,可以利用煤矿井下巷道中已有的抽采管路将采出瓦斯气体直接输送到集气站,且不存在占用土地问题。
虽然以上的技术方案在一定程度上可以便捷采空区瓦斯抽采,防止瓦斯浓度过高,但是仍然存在一定的问题。第一,采空区是煤矿采集完的区域,无专人实时管理,在瓦斯浓度异常时无法及时有效的进行抽采降低浓度,确认安全;第二,采空区顶板等高处容易有石头矿渣之类的重物掉落,容易损坏抽采设备;第三,落物容易掉落堵在瓦斯抽采管道口,这样降低了抽采效率。
综上所述,对现有的采空区瓦斯装置进行改进是有必要的。
实现思路