用于急傾斜特厚煤層綜放工作面的硫化氫防治方法及裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種用于急傾斜特厚煤層綜放工作面的硫化氫防治方法，包括以下方法中的任一種或多種的組合：(1)在煤體上布置抽放鉆孔和/或注液鉆孔，用于采煤前抽放硫化氫和/或注入吸收液以吸收硫化氫；(2)采煤機和/或液壓支架前護板上安裝噴霧裝置，用于在割煤期間噴灑吸收液以吸收硫化氫；(3)放頂煤液壓支架的尾梁和/或尾梁千斤頂上安裝噴灑裝置，用于在放煤期間噴灑吸收液以吸收硫化氫。本發(fā)明的硫化氫防治方法，可選擇性地選擇方法(1)、(2)或(3)中的一種或多種，可在采煤的不同階段有針對性地吸收游離的硫化氫氣體，并盡可能多地吸收游離的硫化氫氣體，以從根本上降低井下作業(yè)空間的游離硫化氫含量，以提高作業(yè)空間的安全性。
【專利說明】
用于急傾斜特厚煤層綜放工作面的硫化氫防治方法及裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于煤礦開采領(lǐng)域，特別是一種用于急傾斜特厚煤層綜放工作面的硫化氫防治方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著煤礦開采強度增大，開采深度增加，H2S氣體涌出量日趨增大，給井下工作面的金屬設(shè)備、設(shè)施及工作環(huán)境都造成不同程度的破壞，也給安全生產(chǎn)帶來了嚴重隱患。現(xiàn)有的對硫化氫的煤礦井下治理方法，主要是加強通風(fēng)、進行硫化氫抽放等，沒有形成系統(tǒng)的防治措施體系，只是簡單的稀釋了井下空間內(nèi)的硫化氫濃度，并沒有降低井下空間內(nèi)硫化氫的絕對含量;而且，對于綜放工作面來說，加強通風(fēng)將增大采空區(qū)遺留煤炭的自然發(fā)火可能性，不利于采空區(qū)管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種用于急傾斜特厚煤層綜放工作面的硫化氫防治方法，該方法可降低井下空間內(nèi)硫化氫的絕對含量，有效提高安全性。
[0004]本發(fā)明的用于急傾斜特厚煤層綜放工作面的硫化氫防治方法，包括以下方法中的任一種或多種的組合:
[0005](I)在煤體上布置抽放鉆孔和/或注液鉆孔，用于采煤前抽放硫化氫和/或注入吸收液以吸收硫化氫；
[0006](2)采煤機和/或液壓支架前護板上安裝噴霧裝置，用于在割煤期間噴灑吸收液以吸收硫化氫；
[0007](3)放頂煤液壓支架的尾梁和/或尾梁千斤頂上安裝噴灑裝置，用于在放煤期間噴灑吸收液以吸收硫化氫。
[0008]優(yōu)選地，所述硫化氫防治方法還包括在礦井中設(shè)置硫化氫超限報警系統(tǒng)。
[0009]優(yōu)選地，所述硫化氫超限報警系統(tǒng)是在礦井的KJ352監(jiān)控系統(tǒng)上建立的硫化氫超限報警實時監(jiān)控視窗。
[0010]優(yōu)選地，硫化氫濃度彡6.6ppm時報警。
[0011]優(yōu)選地，所述方法(I)包括在煤體上布置至少I個硫化氫抽放鉆場，然后對硫化氫抽放鉆場中的抽放鉆孔封孔后，利用進風(fēng)巷布置的瓦斯抽放系統(tǒng)對抽放鉆孔進行硫化氫抽放;所述瓦斯抽放系統(tǒng)通過瓦斯抽放主管與所述抽放鉆孔相連通。
[0012]優(yōu)選地，所述硫化氫抽放鉆場有4個。
[0013]進一步優(yōu)選地，每個硫化氫抽放鉆場有7個抽放鉆孔。
[0014]優(yōu)選地，所述方法(I)包括在進風(fēng)巷超前工作面上布置注液鉆孔并對所述注液鉆孔封孔，用于向所述注液鉆孔中注入吸收液以吸收硫化氫。
[0015]注液鉆孔在進風(fēng)巷超前工作面上的具體布置，可根據(jù)工作進度來布置的，根據(jù)工作進度，可將注液鉆孔布置在7-8天后采煤機可到達的地方，比如，按照烏東煤礦5m/天的工作進度，將注液鉆孔設(shè)置在進風(fēng)巷超前工作面40m處。
[0016]優(yōu)選地，在對硫化氫進行抽放過程中，抽放負壓為18-301^^、抽放時間為10-15天。
[0017]優(yōu)選地，抽放負壓為25kPa，抽放時間為13天。
[0018]優(yōu)選地，注液過程中，封孔深度為4-4.8m、注液壓力為3.5-4.5MPa、注液時間為5.5-6.5h、單孔注液流量為20-24L/min。
[0019]優(yōu)選地，所述封孔深度為4.4m、注液壓力為4MPa、注液時間為6h、單孔注液流量為22L/min。
[0020]進一步優(yōu)選地，所述注液鉆孔的排距為4-10m。
[0021]排距的具體設(shè)置也是根據(jù)工作進度來進行的，一般地，排距為一天的工作進度距離。
[0022]優(yōu)選地，所述方法(2)中，所述噴霧裝置包括噴灑吸收液裝置，所述方法(2)中，所述噴霧裝置包括噴灑吸收液裝置，所述噴灑吸收液裝置設(shè)置于采煤機的以下位置中的至少一處:采煤機機面上正對上、下風(fēng)側(cè)滾筒的位置，采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)煤壁的位置和采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)溜槽的位置。
[0023]優(yōu)選地，所述噴霧裝置還包括硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置，所述硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置上設(shè)置有用于感知風(fēng)流方向的風(fēng)壓傳感器和控制噴灑方向的控制器，所述硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置設(shè)置于液壓支架前護板上，用于對割煤期間隨風(fēng)流方向擴散的硫化氫進行攔截并吸收。
[0024]優(yōu)選地，所述方法(3)中，所述噴灑裝置包括噴灑中、高壓吸收液裝置;所述噴灑中、高壓吸收液裝置上設(shè)置有高壓噴頭和低壓噴頭;所述噴灑中、高壓吸收液裝置設(shè)置于所述液壓支架的尾梁千斤頂?shù)撞空龑Ψ琶嚎诘奈恢蒙稀?br>[0025]優(yōu)選地，所述方法(3)中，所述噴灑裝置還包括噴灑吸收液裝置;所述噴灑吸收液裝置設(shè)置于所述液壓支架的尾梁底部，用于對放煤期間擴散出的硫化氫進行吸收。
[0026]優(yōu)選地，所述吸收液包括石灰水、碳酸鈉溶液、蘇打水和水中的任一種。
[0027]優(yōu)選地，所述吸收液中石灰水、碳酸鈉溶液或蘇打水的濃度為0.l_2wt%。
[0028]優(yōu)選地，所述吸收液中石灰水、碳酸鈉溶液或蘇打水的濃度為1.8wt%。
[0029]進一步優(yōu)選地，所述吸收液中添加有濕潤劑，所示濕潤劑在石灰水中的濃度為0.2-0.5wt %，優(yōu)選0.3wt %。
[0030]優(yōu)選地，所述濕潤劑為洗衣粉或這肥皂沫。
[0031]—種應(yīng)用于上述硫化氫防治方法的采煤機，所述采煤機包括機身、機腿和搖臂，所述機腿位于機身下部用于騎滑于溜槽上，所述搖臂有兩個，分別位于所述機身的上、下風(fēng)偵U，所述搖臂的端部設(shè)置有用于切割煤的滾筒，所述采煤機的以下至少一處位置上設(shè)置有噴灑吸收液裝置:采煤機機面上正對上、下風(fēng)側(cè)滾筒的位置，采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)煤壁的位置和采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)溜槽的位置。
[0032]—種應(yīng)用于上述硫化氫防治方法的液壓支架，所述液壓支架至少滿足以下內(nèi)容中的一項:①所述液壓支架的前護板上設(shè)置有硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置;②所述液壓支架的尾梁千斤頂?shù)撞吭O(shè)置有噴灑中、高壓吸收液裝置;③所述液壓支架的尾梁底部設(shè)置有噴灑吸收液裝置。
[0033]本發(fā)明的有益效果在于:
[0034](I)本發(fā)明的硫化氫防治方法，可選擇性地選擇方法(I)、(2)或(3)中的一種或多種，可在采煤的不同階段有針對性地吸收游離的硫化氫氣體，并盡可能多地吸收游離的硫化氫氣體，以從根本上降低井下作業(yè)空間的游離硫化氫絕對含量，并降低采空區(qū)遺留煤炭自然發(fā)火的幾率，提高作業(yè)空間的安全性；
[0035](2)對硫化氫超限報警，可在作業(yè)空間中硫化氫濃度超過安全限度時進行報警，以提醒工作人員對作業(yè)空間的硫化氫進行處理；
[0036](3)方法(I)中在煤體上設(shè)置硫化氫抽放鉆場及其中的抽放鉆孔，可方便將煤體中的游離態(tài)硫化氫抽出并進行處理，防止硫化氫從煤體中涌出，降低作業(yè)空間的游離硫化氫含量，提高作業(yè)空間的安全性；
[0037](4)方法(I)中在煤體上設(shè)置注液鉆孔，可直接將煤體中的游離態(tài)硫化氫吸收，提高作業(yè)空間的安全性；
[0038](5)方法(I)中利用抽放鉆孔對硫化氫進行抽放時，抽放負壓和抽放時間設(shè)置在所述范圍內(nèi)時，可提高對硫化氫的抽放效果，進一步降低作業(yè)空間中的游離態(tài)硫化氫含量；
[0039](6)方法(I)中利用注液鉆孔注液以吸收游離態(tài)硫化氫時，封孔深度、注液壓力、注液時間和單孔注液流量設(shè)置在所述范圍內(nèi)時，可提高對硫化氫的吸收效果，進一步降低作業(yè)空間中的游離態(tài)硫化氫含量；
[0040](7)方法(2)中在采煤機上三處位置設(shè)置噴灑吸收液裝置，可從源頭上將割煤期間涌出的游離態(tài)硫化氫進行吸收以降低其在作業(yè)空間的含量，提高作業(yè)空間的安全性;其中，噴灑吸收液裝置在采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)煤壁位置的設(shè)置，用于對將要采割的煤壁進行噴灑;噴灑吸收液裝置在采煤機機面上正對上、下風(fēng)側(cè)滾筒位置的設(shè)置，用于對正在采割的煤，即剛采割出來離開煤壁的煤進行噴灑;噴灑吸收液裝置在采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)溜槽位置的設(shè)置，用于對采割完成，已經(jīng)落到地上的煤進行噴灑;這三處的設(shè)置，可對割煤期間涌出的硫化氫形成立體包圍圈，并對其進行有效噴灑，以從割煤期間的源頭處吸收硫化氫氣體；
[0041](8)方法(2)中在液壓支架前護板上設(shè)置硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置，可以將割煤期間隨風(fēng)流方向擴散的游離態(tài)硫化氫進行吸收以降低其在作業(yè)空間的含量，提高作業(yè)空間的安全性；
[0042](9)方法(3)中在正對放煤口位置設(shè)置噴灑中、高壓吸收液裝置，可從源頭上將放煤期間涌出的游離態(tài)硫化氫進行吸收以降低其在作業(yè)空間的含量，提高作業(yè)空間的安全性;高壓噴頭和低壓噴頭的設(shè)置，可以在作業(yè)空間內(nèi)顆粒物濃度較大時使用高壓噴頭噴灑吸收液以提高吸收液的穿透力，提高吸收液對硫化氫的吸收效果;而在作業(yè)空間內(nèi)顆粒物濃度較小時，使用低壓噴頭噴灑吸收液，以增大噴灑范圍，且減少不必要的電力浪費；
[0043](10)方法(3)中在液壓支架的尾梁底部設(shè)置噴灑吸收液裝置，可以將放煤期間擴散出的游離態(tài)硫化氫進行吸收以降低其在作業(yè)空間的含量，提高作業(yè)空間的安全性；
[0044](11)對吸收液濃度范圍的限定，有利于吸收液發(fā)揮更好的吸收效果;吸收液中濕潤劑的添加，更是有利于增強吸收液的吸收效果；
[0045](12)本發(fā)明提供的采煤機，可噴灑硫化氫吸收液，對割煤期間涌出的硫化氫形成立體包圍圈，并對其進行有效噴灑，以從割煤期間的源頭處吸收硫化氫氣體，降低其在作業(yè)空間的含量，提高作業(yè)空間的安全性；
[0046](13)本發(fā)明提供的液壓支架，可噴灑硫化氫吸收液，對割煤期間隨風(fēng)流擴散的硫化氫和放煤期間涌出的硫化氫進行吸收，降低其在作業(yè)空間的含量，提高作業(yè)空間的安全性。
【附圖說明】
[0047]圖1是本發(fā)明在一種實施方式中煤體上抽放鉆孔的布置示意圖；
[0048]圖2是本發(fā)明在一種實施方式中煤體上注液鉆孔的布置示意圖；
[0049]圖3是本發(fā)明在一種實施方式中割煤期間噴霧裝置的布置示意圖；
[0050]圖4是本發(fā)明在一種實施方式中割煤期間用于從源頭處吸收硫化氫的噴霧裝置的布置示意圖；
[0051]圖5是本發(fā)明在一種實施方式中割煤期間用于吸收擴散硫化氫的硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置的布置示意圖；
[0052]圖6是本發(fā)明在一種實施方式中放煤期間噴灑裝置的布置示意圖；
[0053]圖7是本發(fā)明在一種實施方式中放煤期間用于從源頭處吸收硫化氫的噴灑吸收液裝置的布置示意圖；
[0054]圖8是本發(fā)明在一種實施方式中放煤期間用于吸收擴散硫化氫的噴灑吸收液裝置的布置示意圖；
[0055]圖9是本發(fā)明在一種實施方式中2014年7月21日+575試驗工作面回風(fēng)巷硫化氫監(jiān)測報警曲線圖；
[0056]圖10是本發(fā)明在一種實施方式中2014年7月24日+575試驗工作面回風(fēng)巷硫化氫監(jiān)測報警曲線圖；
[0057]圖11是本發(fā)明在一種實施方式中2014年7月25日+575試驗工作面回風(fēng)巷硫化氫監(jiān)測報警曲線圖；
[0058]圖12是本發(fā)明在一種實施方式中2014年7月26日+575試驗工作面回風(fēng)巷硫化氫監(jiān)測報警曲線圖；
[0059]其中，圖9-12中的“+575試驗工作面回風(fēng)巷硫化氫監(jiān)測報警曲線圖”，是指烏東煤礦在標(biāo)高575m處煤體的硫化氫濃度檢測曲線圖，烏東煤礦的具體特點如下:傾斜角度45-80° ;以烏東煤礦+575水平西翼45#煤層為例，該工作面走向長度1234m，平均寬度為30.6m，設(shè)計階段高度為25m，停采線位置為110m，煤層的相對瓦斯涌出量為3.37m3/t，鉆孔瓦斯最大壓力為0.75MPa;煤層西翼采煤工作面由北巷進風(fēng)和南巷回風(fēng)巷組成；
[0060]45#煤層總的走向(走向是指巖層層面在地面上的延伸方向，即斷層面與水平面的交線的延伸方向)為247°，局部呈波浪狀變化，變化在246°-249°之間，傾向(巖層傾斜的方向，與走向垂直)157°，傾角(巖層傾斜的程度，即在垂直斷層面走向的直立剖面上該層面與水平面間的夾角)43°-45° ;45#煤層為中硬煤層，層理和節(jié)理發(fā)育程度明顯;煤層厚度呈東厚西薄，在東部水平厚度達56m，向西逐漸變薄，最薄處水平厚度為34m;煤層結(jié)構(gòu)較簡單，煤層中含有硫化氫氣體，含矸7-13層，單層矸石厚度多在0.3m米以下，夾矸巖性為粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖及炭質(zhì)泥巖。
【具體實施方式】
[0061]以下通過具體實施例對本發(fā)明技術(shù)方案及其效果做進一步說明。以下實施例僅用于說明本發(fā)明的內(nèi)容，并不用于限制本發(fā)明的保護范圍。應(yīng)用本發(fā)明的構(gòu)思對本發(fā)明進行的簡單改變都在本發(fā)明要求保護的范圍內(nèi)。
[0062]本發(fā)明的用于急傾斜特厚煤層綜放工作面的硫化氫防治方法，其特征在于，所述硫化氫防治方法包括以下方法中的任一種或多種的組合:
[0063](I)在煤體上布置抽放鉆孔和/或注液鉆孔，用于采煤前抽放硫化氫和/或注入吸收液以吸收硫化氫；
[0064](2)采煤機和/或液壓支架前護板上安裝噴霧裝置，用于在割煤期間噴灑吸收液以吸收硫化氫；
[0065](3)放頂煤液壓支架的尾梁和/或尾梁千斤頂上安裝噴灑裝置，用于在放煤期間噴灑吸收液以吸收硫化氫。
[0066]在一種實施方式中，所述硫化氫防治方法還包括在礦井中設(shè)置硫化氫超限報警系統(tǒng)。
[0067]優(yōu)選地，所述硫化氫超限報警系統(tǒng)是在礦井的KJ352監(jiān)控系統(tǒng)上建立的硫化氫超限報警實時監(jiān)控視窗。
[0068]KJ352監(jiān)控系統(tǒng)是礦井上原有的系統(tǒng)，而在礦井原有的KJ352監(jiān)控系統(tǒng)上建立硫化氫超限報警實時監(jiān)控視窗，不用再重新建立監(jiān)控系統(tǒng)，方便、節(jié)省成本。
[0069]在一種實施方式中，硫化氫濃度彡6.6ppm時報警。
[0070]硫化氫濃度上限的設(shè)置，使得硫化氫濃度處于安全的范圍內(nèi)，提高作業(yè)空間的安全性。
[0071]在一種實施方式中，所述方法(I)包括在煤體上布置至少I個硫化氫抽放鉆場，然后對硫化氫抽放鉆場中的抽放鉆孔封孔后，利用進風(fēng)巷布置的瓦斯抽放系統(tǒng)對抽放鉆孔進行硫化氫抽放;所述瓦斯抽放系統(tǒng)通過瓦斯抽放主管與所述抽放鉆孔相連通。
[0072]在一種實施方式中，所述硫化氫抽放鉆場有4個。
[0073]在進一步優(yōu)選的實施方式中，每個硫化氫抽放鉆場有7個抽放鉆孔。
[0074]如圖1所示，煤體上布置有4個抽放鉆場，每個抽放鉆場設(shè)置有7個鉆孔;瓦斯抽放系統(tǒng)的瓦斯抽放主管連接至與抽放鉆孔相連通的硫化氫抽放管上，用于對硫化氫進行抽放;U型壓力計連接至抽放鉆孔的出口處，抽放鉆孔的出口處設(shè)置有用于測試抽放負壓、抽放流量和硫化氫濃度的測試孔，抽放過程中，通過U型壓力計測試并監(jiān)控抽放負壓。圖1只是示意圖，實際情況中，各個鉆孔均通過硫化氫抽放管連接至瓦斯抽放主管上，且各個鉆孔的出口處均設(shè)置有U型壓力計，圖1中簡略的示意圖只是為了防止多個硫化氫抽放管和U型壓力計分別同時設(shè)置于多個鉆孔出口處時，線條太多，顯得雜亂。
[0075]在一種實施方式中，所述方法(I)包括在進風(fēng)巷超前工作面上布置注液鉆孔并對所述注液鉆孔封孔，用于向所述注液鉆孔中注入吸收液以吸收硫化氫。
[0076]注液鉆孔在進風(fēng)巷超前工作面上的具體布置，可根據(jù)工作進度來布置的，根據(jù)工作進度，可將注液鉆孔布置在7-8天后采煤機可到達的地方，比如，按照烏東煤礦5m/天的工作進度，將注液鉆孔設(shè)置在進風(fēng)巷超前工作面40m處。
[0077]如圖2所示，在工作面上設(shè)置有8個注液鉆孔，注液鉆孔的靠近工作面端用封孔器封孔，注液系統(tǒng)包括吸收液添加系統(tǒng)、注液栗站、注液管和水表，水表設(shè)置于注液管上用于監(jiān)控注液流量，注液系統(tǒng)通過注液管與注液鉆孔相連通，注液栗站將吸收液添加系統(tǒng)的吸收液通過注液管輸入注液鉆孔中以吸收硫化氫。
[0078]封孔器可以為能實現(xiàn)本發(fā)明封孔作用的任何封孔器，例如FKSL型封孔器。
[0079]由于工作面為急傾斜工作面，注液鉆孔也是傾斜的，注液是沿傾斜的注液鉆孔從下斜向上注入的，封孔可防止向注液鉆孔中注入吸收液時，注入的吸收液倒流，保證注液效果O
[0080]水表可以為任何能測試水流量的水表，例如SGS雙功能水表。
[0081]在一種實施方式中，在對硫化氫進行抽放過程中，抽放負壓為18_30kPa，優(yōu)選25kPa ；抽放時間為10-15天，優(yōu)選13天。
[0082]抽放負壓的范圍限定，有利于在保證低成本的基礎(chǔ)上，得到較大的抽放半徑，從而保證抽放效果。
[0083]抽放時間的范圍限定，有利于在保證低成本的基礎(chǔ)上，得到較大的抽放量，從而保證抽放效果。
[0084]在一種實施方式中，注液過程中，封孔深度為4-4.8m，優(yōu)選4.4m;注液壓力為3.5-
4.5MPa，優(yōu)選4MPa ；注液時間為5.5-6.5h，優(yōu)選6h ；單孔注液流量為20_24L/min，優(yōu)選22L/
mino
[0085]在一種實施方式中，所述注液鉆孔的排距為4-10m。
[0086]排距的具體設(shè)置也是根據(jù)工作進度來進行的，一般地，排距為一天的工作進度距離。
[0087]方法(I)適用于任何適于鉆孔的煤體。
[0088]在一種實施方式中，所述噴霧裝置包括噴灑吸收液裝置，所述方法(2)中，所述噴霧裝置包括噴灑吸收液裝置，所述噴灑吸收液裝置設(shè)置于采煤機的以下位置中的至少一處:采煤機機面上正對上、下風(fēng)側(cè)滾筒的位置，采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)煤壁的位置和采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)溜槽的位置。
[0089]噴灑吸收液裝置在滾筒割煤區(qū)域形成立體、厚實的硫化氫吸收液水霧包圍圈，從采煤機割煤期間產(chǎn)生硫化氫的源頭處中和反應(yīng)硫化氫，降低游離態(tài)硫化氫的含量。
[0090]在一種實施方式中，所述噴霧裝置還包括硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置，所述硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置上設(shè)置有用于感知風(fēng)流方向的風(fēng)壓傳感器和控制噴灑方向的控制器，所述硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置設(shè)置于液壓支架前護板上，用于對割煤期間隨風(fēng)流方向擴散的硫化氫進行攔截并吸收。如圖3-5所示。
[0091]如圖3所示，噴灑吸收液裝置安裝于采煤機上，硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置安裝于液壓支架上，二者均通過注液管與注液系統(tǒng)相連接，注液栗站將吸收液添加系統(tǒng)的吸收液通過注液管輸入硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置和噴灑吸收液裝置，以噴灑硫化氫吸收液對割煤期間工作面的硫化氫吸收。
[0092]如圖4所示，噴灑吸收液裝置分別設(shè)置于采煤機機面上正對上、下風(fēng)側(cè)滾筒的位置，采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)煤壁的位置和采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)溜槽的位置。三處噴灑吸收液裝置的設(shè)置，可對割煤期間涌出的硫化氫形成立體包圍圈，并對其進行有效噴灑，以從割煤期間的源頭處吸收硫化氫氣體。
[0093]如圖5所示，硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置設(shè)置于液壓支架前護板上，可以將割煤期間隨風(fēng)流方向擴散的游離態(tài)硫化氫進行吸收以降低其在作業(yè)空間的含量，提高作業(yè)空間的安全性;正對下風(fēng)側(cè)煤壁、滾筒和溜槽的噴灑吸收液裝置分別安裝于采煤機上，消除割煤期間下風(fēng)側(cè)涌出的硫化氫氣體。
[0094]在一種實施方式中，所述方法(3)中，所述噴灑裝置包括噴灑中、高壓吸收液裝置；所述噴灑中、高壓吸收液裝置上設(shè)置有高壓噴頭和低壓噴頭;所述噴灑中、高壓吸收液裝置設(shè)置于所述液壓支架的尾梁千斤頂?shù)撞空龑Ψ琶嚎诘奈恢蒙稀?br>[0095]正對放煤口的位置設(shè)置的噴灑中、高壓吸收液裝置，可形成有效包圍覆蓋放煤口空間的吸收液水霧，從而在放煤期間從源頭處中和反應(yīng)硫化氫，降低游離態(tài)硫化氫的含量。
[0096]高壓噴頭和低壓噴頭的設(shè)置，可以在不同的作業(yè)環(huán)境下選擇不同的噴頭從而調(diào)節(jié)噴灑壓力，當(dāng)作業(yè)空間內(nèi)顆粒物濃度較大時使用高壓噴頭噴灑吸收液以提高吸收液的穿透力，提高吸收液對硫化氫的吸收效果;而在作業(yè)空間內(nèi)顆粒物濃度較小時，使用低壓噴頭噴灑吸收液，以增大噴灑范圍，同時減少不必要的電力浪費。
[0097]在一種實施方式中，所述方法(3)中，所述噴灑裝置還包括噴灑吸收液裝置;所述噴灑吸收液裝置設(shè)置于所述液壓支架的尾梁底部，用于對放煤期間擴散出的硫化氫進行吸收。如圖6-8所示。
[0098]如圖6所示，液壓支架的尾梁千斤頂?shù)撞空龑Ψ琶嚎谔幇惭b噴灑中、高壓吸收液裝置，液壓支架的尾梁底部安裝噴灑吸收液裝置，這兩種噴霧裝置通過注液管與注液栗站連接，注液栗站與吸收液添加系統(tǒng)連接，吸收液添加系統(tǒng)中的吸收液依次經(jīng)注液栗站、注液管輸入這兩種噴霧裝置中。
[0099]如圖7所示，液壓支架的尾梁千斤頂?shù)撞空龑Ψ琶嚎谔幇惭b噴灑中、高壓吸收液裝置，以從源頭上將放煤期間涌出的游離態(tài)硫化氫進行吸收以降低其在作業(yè)空間的含量。
[0100]如圖8所示，液壓支架的尾梁底部安裝噴灑吸收液裝置，以將放煤期間擴散出的游離態(tài)硫化氫進行吸收。
[0101]在一種實施方式中，所述吸收液包括石灰水、碳酸鈉溶液、蘇打水和水中的任一種。
[0102]在一種實施方式中，所述吸收液中石灰水、碳酸鈉溶液或蘇打水的濃度為0.1-2wt% ο
[0103]在一種優(yōu)選實施方式中，所述吸收液中石灰水、碳酸鈉溶液或蘇打水的濃度為1.8wt% ο
[0104]在一種實施方式中，所述吸收液中添加有濕潤劑，所述濕潤劑在石灰水中的濃度為0.2wt%。
[0105]濕潤劑是可以提高吸收液的濕潤效果的助劑，可以是具有降低吸收液表面張力的表面活性劑;也可以是洗衣粉或者肥皂沫。
[0106]—種應(yīng)用于上述硫化氫防治方法的采煤機，所述采煤機包括機身、機腿和搖臂，所述機腿位于機身下部用于騎滑于溜槽上，所述搖臂有兩個，分別位于所述機身的上、下風(fēng)偵U，所述搖臂的端部設(shè)置有用于切割煤的滾筒，所述采煤機的以下至少一處位置上設(shè)置有噴灑吸收液裝置:采煤機機面上正對上、下風(fēng)側(cè)滾筒的位置，采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)煤壁的位置和采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)溜槽的位置。
[0107]—種應(yīng)用于上述硫化氫防治方法的液壓支架，所述液壓支架至少滿足以下內(nèi)容中的一項:①所述液壓支架的前護板上設(shè)置有硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置;②所述液壓支架的尾梁千斤頂?shù)撞吭O(shè)置有噴灑中、高壓吸收液裝置;③所述液壓支架的尾梁底部設(shè)置有噴灑吸收液裝置。
[0108]在一種實施方式中，所述液壓支架包括所述液壓支架包括底座、立柱、前護板、前側(cè)板、后側(cè)板、支撐板、尾梁和尾梁千斤頂，所述立柱一端固定于所述底座上，另一端固定于所述前側(cè)板上，所述前護板、前側(cè)板和后側(cè)板從前至后順次兩兩連接，所述尾梁連接于所述后側(cè)板內(nèi)頂板的后端上部，所述支撐板連接于所述后側(cè)板內(nèi)頂板的后端下部;所述尾梁千斤頂位于所述尾梁的下端，且兩端分別與所述支撐板和尾梁相連接。
[0109]實施例1
[0110]針對烏東煤礦+575水平西翼45#煤層，使用本發(fā)明的用于急傾斜特厚煤層綜放工作面的硫化氫防治方法處理硫化氫，具體是將以下方法組合使用:
[0111](I)采煤前
[0112]在煤體上布置4個硫化氫抽放鉆場，每個硫化氫抽放鉆場中布置7個抽放鉆孔，然后對硫化氫抽放鉆場中的抽放鉆孔封孔后，利用進風(fēng)巷布置的瓦斯抽放系統(tǒng)對抽放鉆孔進行硫化氫抽放;所述瓦斯抽放系統(tǒng)通過瓦斯抽放主管與所述抽放鉆孔相連通;抽放負壓為25砂&，抽放時間為13天；
[0113]另外，在煤體的進風(fēng)巷超前工作面40m處布置注液鉆孔，并向所述注液鉆孔中注入吸收液以吸收硫化氫；注液鉆孔的排距為4m;注液過程中，封孔深度為4.4m、注液壓力為4MPa、注液時間為6h、單孔注液流量為22L/min ；吸收液為石灰水，石灰水的濃度為1.8wt % ；石灰水中添加有用作濕潤劑的洗衣粉，所述洗衣粉在石灰水中的濃度為0.
[0114](2)割煤期間
[0115]在采煤機機面上正對上、下風(fēng)側(cè)滾筒的位置，采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)煤壁的位置和采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)溜槽的位置上分別安裝噴灑吸收液裝置;然后噴灑吸收液裝置噴灑吸收液，以從源頭處降低割煤期間涌出的硫化氫含量；
[0116]在液壓支架的前護板上設(shè)置硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置，硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置上設(shè)置有用于感知風(fēng)流方向的風(fēng)壓傳感器和控制噴灑方向的控制器，硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置噴灑吸收液，以對隨風(fēng)流方向擴散的硫化氫進行攔截并吸收；
[0117]其中，吸收液為蘇打水，蘇打水的濃度為1.8wt%；蘇打水中添加有用作濕潤劑的肥皂泡，所述肥皂泡在蘇打水中的濃度為0.2wt%；
[0118](3)放煤期間
[0119]在液壓支架的尾梁千斤頂?shù)撞空龑Ψ琶嚎诘奈恢蒙显O(shè)置噴灑中、高壓吸收液裝置，所述噴灑中、高壓吸收液裝置上設(shè)置有高壓噴頭和低壓噴頭；當(dāng)放煤空間內(nèi)顆粒物濃度較小時，使用低壓噴頭噴灑吸收液，以增大噴灑分散性，增大噴灑范圍，提高吸收效果；當(dāng)放煤空間內(nèi)顆粒物濃度較大時，使用高壓噴頭噴灑吸收液，以增加吸收液的穿透力，增大噴灑范圍，提尚吸收效果；
[0120]在液壓支架的尾梁底部設(shè)置噴灑吸收液裝置，噴灑吸收液裝置噴灑吸收液，以對放煤期間擴散出的硫化氫進行吸收；
[0121]其中，吸收液為碳酸鈉溶液，碳酸鈉溶液的濃度為1.碳酸鈉溶液中添加有用作濕潤劑的肥皂泡，所述肥皂泡在蘇打水中的濃度為0.2wt%。
[0122]使用上述的硫化氫防治方法后，對硫化氫的處理效果如下:
[0123]采用硫化氫抽放技術(shù)措施后，硫化氫的抽放量在13天時達到相對穩(wěn)定的狀態(tài)，此時，硫化氫濃度由最初的460(^口111降至30(^口1]1，硫化氫的抽放純量由最初的3.2\ 10—Wmin降至2.1 X 10—5m3/min，根據(jù)+575試驗工作面硫化氫抽放前后采煤機割煤涌出的硫化氫濃度分析計算可知，煤體開展硫化氫抽放后硫化氫降低效率為93.5 %左右；
[0124]采用噴灑吸收液技術(shù)措施后，采煤機割煤時，司機所處空間的硫化氫濃度由77ppm降至12ppm，降低效率為84.4 % ;前溜槽上方空間的硫化氫濃度由47Oppm降至62.6ppm，降低效率為86.7 % ;回風(fēng)巷空間的硫化氫濃度由11 Oppm降至15ppm，降低效率為86.4%；
[0125]支架放煤時，開啟放煤口處的噴灑中、高壓吸收液裝置及3道用于攔截的噴灑吸收液裝置后，后溜槽上方空間的硫化氫濃度由1340ppm降至186ppm，降低效率為86.1%；上隅角空間的硫化氫濃度由953.8ppm降至107.2ppm，降低效率為88.8%；回風(fēng)巷空間的硫化氫由139口口111降至2(^口111，降低效率為85.6%。
[0126]采用煤體注吸收液技術(shù)時，支架人行道空間的硫化氫濃度由203ppm降至66ppm，降低效率為67.4%，上隅角空間的硫化氫濃度由979ppm降至265ppm，降低效率為73%，回風(fēng)巷空間的硫化氫濃度由139ppm降至45ppm，降低效率為67.6% ；
[0127]采用注/噴吸收液綜合技術(shù)時，支架人行道空間的硫化氫濃度由203ppm降至1ppm，降低效率為95.I %，上隅角空間的硫化氫濃度由979ppm降至30ppm，降低效率為96.9%,回風(fēng)巷空間的硫化氫濃度由139ppm降至I Ippm，降低效率為92.1 %。
[0128]由圖9-12中不同日期的硫化氫監(jiān)測報警曲線圖可知，使用本發(fā)明方法對硫化氫濃度進行檢測與報警，準(zhǔn)確性和可靠性均較好，本發(fā)明方法對硫化氫年度超標(biāo)具有良好的識別與預(yù)警功能。
[0129]注:降低效率=硫化氫濃度的降低量/硫化氫濃度的初始量X100%。
【主權(quán)項】
1.用于急傾斜特厚煤層綜放工作面的硫化氫防治方法，其特征在于，所述硫化氫防治方法包括以下方法中的任一種或多種的組合: (1)在煤體上布置抽放鉆孔和/或注液鉆孔，用于采煤前抽放硫化氫和/或注入吸收液以吸收硫化氫； (2)采煤機和/或液壓支架前護板上安裝噴霧裝置，用于在割煤期間噴灑吸收液以吸收硫化氫； (3)放頂煤液壓支架的尾梁和/或尾梁千斤頂上安裝噴灑裝置，用于在放煤期間噴灑吸收液以吸收硫化氫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化氫防治方法，其特征在于，所述硫化氫防治方法還包括在礦井中設(shè)置硫化氫超限報警系統(tǒng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硫化氫防治方法，其特征在于，所述方法(I)包括在煤體上布置至少I個硫化氫抽放鉆場，然后對硫化氫抽放鉆場中的抽放鉆孔封孔后，利用進風(fēng)巷布置的瓦斯抽放系統(tǒng)對抽放鉆孔進行硫化氫抽放;所述瓦斯抽放系統(tǒng)通過瓦斯抽放主管與所述抽放鉆孔相連通;優(yōu)選地，所述硫化氫抽放鉆場有4個;進一步優(yōu)選地，每個硫化氫抽放鉆場有7個抽放鉆孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的硫化氫防治方法，其特征在于，所述方法(I)包括在進風(fēng)巷超前工作面上布置注液鉆孔并對所述注液鉆孔封孔，用于向所述注液鉆孔中注入吸收液以吸收硫化氫。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項所述的硫化氫防治方法，其特征在于，在對硫化氫進行抽放過程中，抽放負壓為18-30kPa、抽放時間為10_15天;優(yōu)選地，抽放負壓為25kPa，抽放時間為13天。6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的硫化氫防治方法，其特征在于，注液過程中，封孔深度為4-4.8m,注液壓力為3.5-4.5MPa、注液時間為5.5-6.5h、單孔注液流量為20_24L/min ；優(yōu)選地，所述封孔深度為4.4m、注液壓力為4MPa、注液時間為6h、單孔注液流量為22L/min;進一步優(yōu)選地，所述注液鉆孔的排距為4-10m。7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項所述的硫化氫防治方法，其特征在于，所述方法(2)中，所述噴霧裝置包括噴灑吸收液裝置，所述噴灑吸收液裝置設(shè)置于采煤機的以下位置中的至少一處:采煤機機面上正對上、下風(fēng)側(cè)滾筒的位置，采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)煤壁的位置和采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)溜槽的位置。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的硫化氫防治方法，其特征在于，所述噴霧裝置還包括硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置，所述硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置上設(shè)置有用于感知風(fēng)流方向的風(fēng)壓傳感器和控制噴灑方向的控制器，所述硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置設(shè)置于液壓支架前護板上，用于對割煤期間隨風(fēng)流方向擴散的硫化氫進行攔截并吸收。9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項所述的硫化氫防治方法，其特征在于，所述方法(3)中，所述噴灑裝置包括噴灑中、高壓吸收液裝置;所述噴灑中、高壓吸收液裝置上設(shè)置有高壓噴頭和低壓噴頭;所述噴灑中、高壓吸收液裝置設(shè)置于所述液壓支架的尾梁千斤頂?shù)撞空龑Ψ琶嚎诘奈恢蒙稀?0.根據(jù)權(quán)利要求9所述的硫化氫防治方法，其特征在于，所述方法(3)中，所述噴灑裝置還包括噴灑吸收液裝置;所述噴灑吸收液裝置設(shè)置于所述液壓支架的尾梁底部，用于對放煤期間擴散出的硫化氫進行吸收。11.根據(jù)權(quán)利要求1-10任一項所述的硫化氫防治方法，其特征在于，所述吸收液包括石灰水、碳酸鈉溶液、蘇打水和水中的任一種;優(yōu)選地，所述吸收液中石灰水、碳酸鈉溶液或蘇打水的濃度為0.l-2wt%，優(yōu)選為1.8wt% ;進一步優(yōu)選地，所述吸收液中添加有濕潤劑，所述濕潤劑在吸收液中的濃度為0.2-0.5wt%,優(yōu)選0.3wt %。12.—種應(yīng)用于權(quán)利要求7所述的硫化氫防治方法的采煤機，所述采煤機包括機身、機腿和搖臂，所述機腿位于機身下部用于騎滑于溜槽上，所述搖臂有兩個，分別位于所述機身的上、下風(fēng)側(cè)，所述搖臂的端部設(shè)置有用于切割煤的滾筒，其特征在于，所述采煤機的以下至少一處位置上設(shè)置有噴灑吸收液裝置:采煤機機面上正對上、下風(fēng)側(cè)滾筒的位置，采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)煤壁的位置和采煤機機身上正對上、下風(fēng)側(cè)溜槽的位置。13.一種應(yīng)用于權(quán)利要求8-10任一項所述的硫化氫防治方法的液壓支架，其特征在于，所述液壓支架至少滿足以下內(nèi)容中的一項:①所述液壓支架的前護板上設(shè)置有硫化氫源自動跟蹤噴灑吸收液裝置;②所述液壓支架的尾梁千斤頂?shù)撞吭O(shè)置有噴灑中、高壓吸收液裝置;③所述液壓支架的尾梁底部設(shè)置有噴灑吸收液裝置。
【文檔編號】B01D53/78GK105971668SQ201610422934
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月15日
【發(fā)明人】孫秉成, 鄭三龍, 劉旭東, 常博, 崔峰, 陳建強, 來興平, 漆濤
【申請人】神華集團有限責(zé)任公司, 神華新疆能源有限責(zé)任公司