一种在采煤过程中提高采空区瓦斯抽采浓度和流量的方法.pdf

一种在采煤过程中提高采空区瓦斯抽采浓度和流量的方法，首先沿工作面回采方向开挖高抽巷。工作面回采过程中，在进风巷中铺设注气管道，注气管道出气口位于采空区内的氧化带内，且高于采空区内遗煤。在工作面的支架后方设置注浆挡板，沿回风巷和工作面铺设注浆管，注浆管沿工作面布置有穿过挡板的充填管。充填支架后方空洞区，形成充填密闭墙，防止采空区内注入的CO2泄露至工作面。在进风巷中沿管路向采空区内的氧化带注入液态CO2置换CH4。本发明提高了CH4的抽采浓度及流量。

1.  一种在采煤过程中提高采空区瓦斯抽采浓度和流量的方法，其特征在于包括下述内容：
a、在距煤层(1)顶板上方30~50m，且回风巷(2)与进风巷(5)之间且距离回风巷20~40m处，沿工作面(3)回采方向开挖高抽巷(4)；
b、工作面(3)回采过程中，在进风巷(5)中铺设直径为30～50cm的注气管道(6)，注气管道(6)出气口位于采空区(7)内的氧化带(8)内，且距散热带10~20m，且位于采空区(7)内遗煤(9)上方0.3~0.6m；
c、在工作面(3)的支架(11)后方设置注浆挡板(12)；在回风巷(2)内放置注浆泵(13)，注浆泵(13)出口连接有第一阀门(14)；沿回风巷(2)和工作面(3)铺设直径为30～45cm的注浆管(15)，且注浆管(15)入口与注浆泵(3)相连，注浆管(15)沿工作面(3)每隔30~50m布置有穿过注浆挡板(12)的充填管(16)；
d、打开第一阀门(14)，开始充填支架(11)后方空洞区，并形成2~5m的充填密闭墙(17)，关闭第一阀门(4)；
e、注气管道(6)经第二阀门(18)与进风巷(5)中的CO₂储气罐(19)连接；打开第一阀门(4)开始注入CO₂，同时由高抽巷(4)抽采采空区(7)内瓦斯。

一种在采煤过程中提高采空区瓦斯抽采浓度和流量的方法
技术领域
    本发明涉及一种在采煤过程中提高采空区瓦斯抽采浓度和流量的方法，属于采空区瓦斯抽采技术领域。
背景技术
    回采工作面上隅角是瓦斯最容易聚集的地方，如果不采取有效的治理措施，可能造成瓦斯超限，甚至引起爆炸。目前，瓦斯抽放法治理上隅角瓦斯积聚超限的方法有埋管法及高抽巷法等。埋管抽放法即向上隅角铺设管路，利用风机运转产负压，从而改变上隅角附近涡流状况，将上隅角附近高浓度瓦斯通过管路引排至安全地点释放。高抽巷法同样是单纯对采空区瓦斯进行高位抽放。然而因采空区漏风较多，运用埋管法及高抽巷法抽放瓦斯浓度低且流量小，效果并不理想。
    矿井火灾是煤矿主要灾害之一，我国56%的煤矿存在自燃发火问题，其中，采空区自燃发火占主体地位。因此，急需寻求一种提高采空区瓦斯抽采浓度和流量并且能够防止遗煤自燃的方法。
发明内容
   为了提高采空区内瓦斯抽采浓度和流量，以及解决采空区内遗煤自燃的问题，本发明提供一种在采煤过程中提高采空区瓦斯抽采浓度和流量的方法。
   本发明的技术方案：在采煤过程中提高采空区瓦斯抽采浓度和流量的方法，具体步骤如下：
a、在距煤层(1)顶板上方30~50m，且回风巷(2)与进风巷(5)之间且距离回风巷20~40m处，沿工作面(3)回采方向开挖高抽巷(4)；
b、工作面回采过程中，在进风巷中铺设直径为30～50cm的注气管道，注气管道出气口位于采空区内的氧化带内，且距散热带10～20m，且位于采空区内遗煤上方0.3～0.6m；
c、在工作面的支架后方设置注浆挡板。在回风巷内放置注浆泵，注浆泵出口连接有第一阀门。沿回风巷和工作面铺设直径为30～45cm的注浆管，且注浆管入口与注浆泵相连，注浆管沿工作面每隔30～50m布置有穿过挡板的充填管；
d、打开第一阀门，开始充填支架后方空洞区，并形成2～5m的充填密闭墙，关闭第一阀门；
e、注气管道经第二阀门与进风巷中的CO2储气罐连接。打开第一阀门开始注入CO₂，同时由高抽巷将采空区内瓦斯进行抽采。
本发明的有益效果：
  (1)注气管道出口位于采空区内的氧化带内，并高于采空区内遗煤，可避免管道出口被堵塞、管道被压坏的现象。
  (2)对支架后方空洞区进行充填，形成充填密闭墙，可防止采空区内注入的CO₂泄露至工作面，防止对人体造成伤害。
  (3)向采空区内氧化带注入液态CO₂，可直接降低氧化带内温度及氧浓度，防止采空区内遗留煤体自燃。
  (4)因为CO₂的密度大于CH₄，且采空区内破碎煤岩对CO₂的吸附性更强，可将采空区内破碎煤岩原本吸附的CH₄置换出，并驱赶至采空区顶部，再经高抽巷进行抽采，提高了抽采浓度及流量。
附图说明
   图1是本发明的原理示意图
   图2是图1中A-A剖面图
   图中：1—煤层，2—回风巷，3—工作面，4—高抽巷，5—进风巷，
 6—注气管道，7—采空区，8—氧化带，9—遗煤，10—散热带，
 11—支架，12—注浆挡板，13—注浆泵，14—第一阀门，15—注浆管，16—充填管，17—充填密闭墙，18—第二阀门，19—CO₂储气罐。
具体实施方式
    下面结合附图对本发明的实例作进一步描述：
    图1、图2所示，本发明的在采煤过程中提高采空区瓦斯抽采浓度和流量的方法：
1、在距煤层(1)顶板上方30~50m，且回风巷(2)与进风巷(5)之间且距离回风巷20~40m处，沿工作面(3)回采方向开挖高抽巷(4)；
2、工作面(3)回采过程中，在进风巷(5)中铺设直径为30～50cm的注气管道(6)，注气管道(6)出气口位于采空区(7)内的氧化带(8)内，且距散热带(10)10~20m，且位于采空区(7)内遗煤(9)上方0.3~0.6m；
3、在工作面(3)的支架(11)后方设置注浆挡板(12)；
4、在回风巷(2)内放置注浆泵(13)，注浆泵(13)出口连接有第一阀门(14)；
5、沿回风巷(2)和工作面(3)铺设直径为30～45cm的注浆管(15)，且注浆管(15)入口与注浆泵(3)相连；
6、注浆管(15)沿工作面(3)每隔30~50m布置有穿过注浆挡板(12)的充填管(16)；
7、打开第一阀门(14)，开始充填支架(11)后方空洞区，并形成2~5m的充填密闭墙(17)，防止注入采空区(7)内的CO₂泄露至工作面(3)；
8、关闭第一阀门(14)，注气管道(6)经第二阀门(18)与进风巷(5)中的CO₂储气罐(19)连接；
9、打开第一阀门(14)开始向采空区(7)内氧化带(8)注入液态CO₂；注入液态CO₂后，可降低氧化带(8)内温度及氧浓度，防止采空区(7)内遗煤(9)自燃。由于CO₂的密度大于CH₄，且采空区(7)内破碎煤岩对CO₂的吸附性更强，采空区(7)内破碎煤岩原本吸附的CH₄可被CO₂置换出，并运移至采空区(7)顶部，同时由高抽巷(4)对采空区(7)内的瓦斯进行抽采。