[發明專利]含硫化氫煤層的頂底板治理開采工藝

有效

• 申請號: 201310616964.4
• 申請日: 2013-11-23
• 公開（公告）號: CN103615248A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 吳愛軍;王永強;澤仁洛桑;張攀;劉新田;陳方理;舒程鵬
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: E21C41/16
• 分類號: E21C41/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種含硫化氫煤層的頂底板治理的開采工藝，屬于含硫化氫煤層開采技術領域。

背景技術

硫化氫是劇毒氣體，而煤體對硫化氫的吸附量是瓦斯的90倍左右，部分礦井的煤層中因含有硫化氫氣體，致使工人生命受到威脅，有的甚至喪命，有的造成礦井停產，或部分煤層放棄開采，丟棄寶貴資源的現象。常規的治理方法就是直接在巷道兩幫和工作面向煤體中注入堿性溶液，以達和硫化氫產生反應生成鹽類物質，從而將硫化氫的含量降低到標注值以下，有利于開采。

煤層含硫化氫的成因主要有三類：生物成因、熱化學成因、火山噴發，其中起到重要作用的是前兩個成因。因為膏體礦物和含烴類煤體發生的不論是微生物還原硫酸鹽，還是硫酸鹽熱化學還原反應都促使硫化氫的產生。而在煤體的頂底板巖層中，雖然含有膏體礦物，但因缺乏烴類煤體，所以硫化氫含量極低，這為防治和開采含硫化氫煤層提供了一個避讓危險的安全場所。

現有的含硫化氫煤層的治理方式，多為在煤層中直接開拓巷道，在硫化氫氣體不斷涌出的巷道中施工，工人背負沉重的防護設備，勞動效率下降，而且巷道中的機電設備也要受到硫化氫氣體的腐蝕，能效下降。另外，直接在煤層中施工鉆孔，從鉆孔中涌出的硫化氫含量更高，危險性更大，并且封孔、注入高壓堿溶液時，堿溶液在煤體中的擴散效果并不明顯；在巷道中噴灑堿溶液，污染空氣，對人員和設備都有不同程度的損傷；采用通過來治理硫化氫，效果差，有時根本沒有效果。

發明內容

本發明的目的在于克服上述開采工藝的不足，提供一種含硫化氫煤層的頂底板治理的開采工藝，以便創造防護距離來對含硫化氫煤層進行治理，待硫化氫含量降低到規定值以下時，可以直接進行開采。

為了實現上述目的，本發明的技術方案如下。

一種含硫化氫煤層的頂底板治理的開采工藝，具體包括以下步驟：

1)根據硫化氫氣體賦存機理，硫化氫主要是在煤層中賦存的，在煤層的頂板巖層或底板巖層中，含量甚微，因此，首先通過現場試驗來檢測頂板巖層和底板巖層中是否含有硫化氫氣體。

2)若頂板巖層中含量過低，則可以在距離預采煤層5～10m的頂板巖層和底板巖層中的煤巷中布置一系列平行于煤層頂底板的措施巷道，這些巷道能夠覆蓋整個回采區段煤層。

3)在這些巖石巷道中布置一系列鉆場，并在其中向煤層施工一系列能覆蓋預采煤層的穿層鉆孔；針對含硫化氫煤層的施工過程中，采用堿溶液密封方式來中和從煤屑中解吸的硫化氫氣體，采用硫化氫治理專用鉆孔施工完成后及時封孔，并向煤層內注入高壓堿性溶液。

4)治理后，通過重新開孔，檢測煤層中硫化氫含量，待達到安全值以下時，方可在經過治理的區域煤層內進行煤巷掘進，待形成回采工作面后進行開采；

5)在開采過程中要時時監測硫化氫氣體的含量，在安全值范圍內進行掘進和回采。

6)若檢測出在頂板巖層或底板巖層中，硫化氫的含量超標，在增大距煤層頂板巖層或底板巖層的距離而進行硫化氫含量檢測后，仍不能達標，則放棄這一技術的使用。

這套含硫化氫煤層的頂底板治理的開采工藝主要有以下特點：1)變直接接觸硫化氫毒氣的治理為在煤層的頂板巖層或底板巖層中開拓措施巷治理硫化氫；2)鉆孔施工容易，覆蓋范圍大，鉆孔的密度均勻可控，施工時可以采用水密封方式防止硫化氫氣體涌出；3)從頂底板巷道的鉆孔中向煤體中注入堿溶液時容易控制流量、注漿的頻率，同時容易監測和監測硫化氫治理效果，從而達到最佳的治理效果。

該發明的有益效果在于：

1)首先避免了人體和機電設備直接受到硫化氫氣體的危害，保護人身安全，保證了機電設備的良好運轉；

2)在巖石巷道中布置一系列鉆場，并施工措施鉆孔，而后對煤層采用注入高壓堿溶液進行硫化氫治理，保障了人和機電設備的安全，并提高了治理硫化氫的效率和效果，從而有效降低硫化氫的含量，達到開采的條件。

3)通過這一技術的實施開展，將有效解放一大批含硫化氫煤層的開采，有效的提高了資源的利用效率。

附圖說明

圖1是本發明實施例含H₂S煤層頂板治理H₂S專用措施巷道示意圖。

圖2是本發明實施例含H₂S煤層頂板治理H₂S專用措施巷道截面圖。

圖中標記說明：1、硫化氫治理措施巷道；2、煤層風巷；3、硫化氫治理專用鉆孔；4、回風大巷；5、運輸大巷；6、聯絡巷道；7、煤層機巷；8、頂板巖層；9、含硫化氫煤層；10、底板巖層；11、煤巷。