一種用于突出煤巷的無氧抗突綠色安全高效掘進(jìn)技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采礦安全技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種用于突出煤巷的無氧抗突綠色安全尚效掘進(jìn)技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤炭是我國最主要的一次能源，占我國一次能源消費(fèi)總量的70%以上，隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速增長，對煤炭的需求也將保持快速增長。我國煤層瓦斯含量普遍較高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國約50%以上的礦井為高瓦斯礦井，其中44%為突出礦井，因此突出礦井煤巷的安全掘進(jìn)對安全生產(chǎn)具有極為重要的意義。
[0003]目前有突出危險(xiǎn)的煤巷掘進(jìn)時(shí)，必須采取“四位一體”局部防突措施，雖然在一定程度上對預(yù)防局部煤與瓦斯突出有積極的效果，但是增加了掘進(jìn)的成本，還降低了生產(chǎn)效率。鑒于當(dāng)前的煤炭行業(yè)形勢，多數(shù)煤炭企業(yè)處于虧損的邊緣，高瓦斯和突出礦井尤為明顯，掘進(jìn)成本居高不下。煤與瓦斯突出事故一旦發(fā)生，危害性極大，突出的瓦斯氣體可引起火災(zāi)、爆炸等危害，造成人員窒息；突出的煤巖造成傷人；產(chǎn)生動(dòng)力破壞，摧毀巷道和采掘設(shè)施，事故一旦發(fā)生，往往造成大量的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
[0004]因此，突出煤巷掘進(jìn)實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全、低成本、高效率是十分必要的。但是，縱觀國內(nèi)外不同高瓦斯和突出礦區(qū)的煤巷掘進(jìn)工藝，都還沒有做到掘進(jìn)的本質(zhì)安全，有少部分礦井采用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術(shù)實(shí)現(xiàn)無人掘進(jìn)工作面，但應(yīng)用效果不佳，主要是一些精細(xì)化的掘進(jìn)工藝無法很好的完成，諸如臨時(shí)支護(hù)、安裝錨桿等等，并且使用和維護(hù)成本很高；大部分礦井還是按照傳統(tǒng)掘進(jìn)工藝，不僅成本高、效率低，而且煤與瓦斯突出事故不斷發(fā)生，造成了大量的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于突出煤巷的無氧抗突綠色安全高效掘進(jìn)技術(shù)，解決突出煤巷的安全掘進(jìn)難題。
[0006]該技術(shù)包括突出預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)，本安掘進(jìn)裝備、本安運(yùn)輸裝備、有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)變頻抽放系統(tǒng)、惰性氣體阻隔技術(shù)和事故應(yīng)急救援；
[0007]其中，突出預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)能夠判斷瓦斯突出類型，給出時(shí)間與突出過程的相互關(guān)系，計(jì)算突出過程中釋放的能量和做功大小，預(yù)測突出發(fā)生時(shí)間及其危險(xiǎn)程度；
[0008]本安掘進(jìn)設(shè)備包括安全工作艙、本安掘進(jìn)機(jī)和支護(hù)設(shè)備，安全工作艙和支護(hù)設(shè)備裝配在本安掘進(jìn)機(jī)上，井下人員在安全工作艙內(nèi)操縱本安掘進(jìn)機(jī)和支護(hù)設(shè)備完成掘進(jìn)工作，煤通過皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸?shù)矫簜}，煤倉通往運(yùn)輸上山，該設(shè)備能夠完成落煤、裝煤、支護(hù)等掘進(jìn)工藝，一旦發(fā)生煤與瓦斯突出事故，還能防止人員瓦斯窒息和煤巖傷人，保護(hù)作業(yè)人員生命安全；
[0009]本安運(yùn)輸設(shè)備包括安全工作艙和膠輪車兩部分，安全工作艙裝配在膠輪車上，作業(yè)人員、司機(jī)和材料在安全艙內(nèi)，正常生產(chǎn)時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)材料運(yùn)輸和人員進(jìn)出，突出事故發(fā)生時(shí)，能夠防止人員瓦斯窒息和突出的煤巖傷人；
[0010]有害氣體檢測系統(tǒng)能夠監(jiān)測溫度、壓力、氣體濃度等參數(shù)，對于瓦斯氣體濃度超過安全閾值，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，同時(shí)向動(dòng)態(tài)變頻抽放系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，傳輸氣體濃度參數(shù)；
[0011]動(dòng)態(tài)變頻抽放一旦接受到監(jiān)測系統(tǒng)信號(hào)，立即啟停，根據(jù)瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測值，變頻器會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)，選用合適的運(yùn)行工況，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)變頻抽放，達(dá)到有效、節(jié)能、環(huán)保的目的；
[0012]惰性氣體阻隔技術(shù)包括工作面封閉和惰性氣體制取兩部分，工作面封閉采用軟硬相結(jié)合的方式，軟封采用氮?dú)饽?，硬封采用風(fēng)門，氮?dú)庥蛇M(jìn)風(fēng)上山除設(shè)置的制氮硐室的制氮機(jī)制取，通過注氮管路，注入到掘進(jìn)工作面內(nèi)，制氮系統(tǒng)根據(jù)抽放量的大小，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟停，并能夠動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，使掘進(jìn)面處于無氧狀態(tài)，防止突出后瓦斯燃燒、爆炸等事故的發(fā)生；
[0013]事故應(yīng)急救援針對特大型煤與瓦斯突出事故，實(shí)現(xiàn)快速、及時(shí)、有效的事故救援。
[0014]有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)變頻抽放系統(tǒng)和惰性氣體阻隔技術(shù)聯(lián)合作業(yè)，在掘進(jìn)工作面布置傳感器和監(jiān)測管線，進(jìn)行有害氣體監(jiān)測，同時(shí)布置抽放管路實(shí)現(xiàn)瓦斯動(dòng)態(tài)調(diào)頻抽放。掘進(jìn)工作面的氣體從外向內(nèi)按照N2帶、N 2-014帶、CH 4-N2帶、CH 4帶分布。
[0015]本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下:
[0016]該技術(shù)可以避免瓦斯窒息、火災(zāi)、爆炸災(zāi)害的發(fā)生，防止煤巖流傷人，保障了人員生命安全和設(shè)備安全，減少瓦斯的大氣排放，做到了綠色環(huán)保，不但提高了生產(chǎn)效率，而且還降低了生產(chǎn)成本，增加了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?？傊?，無氧抗突綠色安全高效掘進(jìn)技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)突出煤巷掘進(jìn)工藝，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)掘進(jìn)技術(shù)的不足，實(shí)現(xiàn)了安全、綠色、高效掘進(jìn)。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的用于突出煤巷的無氧抗突綠色安全高效掘進(jìn)技術(shù)的巷道平面布置不意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明掘進(jìn)巷道掘進(jìn)工作面的氣體分布示意圖。
[0019]其中:1-運(yùn)輸上山；2_進(jìn)風(fēng)上山；3_煤倉；4-傳感器；5-監(jiān)測管線；6-皮帶運(yùn)輸機(jī)；7_掘進(jìn)工作面；8_本安掘進(jìn)機(jī)；9_抽放管路；10_制氮硐室；11_軟封；12_注氮管路；13-隊(duì)帶；H-N2-CH4帶；15-CH4-N2S ;16_CH4帶。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0021]本發(fā)明提供一種用于突出煤巷的無氧抗突綠色安全高效掘進(jìn)技術(shù)，該技術(shù)包括突出預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)，本安掘進(jìn)裝備、本安運(yùn)輸裝備、有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)變頻抽放系統(tǒng)、惰性氣體阻隔技術(shù)和事故應(yīng)急救援；突出預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)用于判斷瓦斯突出類型，預(yù)測突出發(fā)生時(shí)間及其危險(xiǎn)程度；本安掘進(jìn)設(shè)備用于完成掘進(jìn)工藝；生產(chǎn)過程中的材料和人員由本安運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行輸送；有害氣體檢測系統(tǒng)用于監(jiān)測煤巷內(nèi)溫度、壓力、氣體濃度，對于瓦斯氣體濃度超過安全閾值，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能，同時(shí)向動(dòng)態(tài)變頻抽放系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，傳輸氣體濃度