[發(fā)明專利]一種礦井煤自燃分級預警與主動分級防控方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711315076.3
• 申請日: 2017-12-09
• 公開（公告）號: CN108049916B
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 文虎;金永飛;郭軍;鄭學召;劉文永;費金彪;郝健池;樊世星;劉蔭
• 申請（專利權）人: 西安科技大學;西安天河礦業(yè)科技有限責任公司
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F5/00;E21F5/08
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務所 61213
• 代理人: 譚文琰

1.一種礦井煤自燃分級預警與主動分級防控方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、井下環(huán)境數據采集：在井下工作面煤層、回風隅角支架后部采空區(qū)、上巷迎頭、下巷迎頭和頂板瓦斯巷迎頭位置均放置多個環(huán)境數據采集器實時采集井下環(huán)境數據，所述環(huán)境數據采集器通過有線或無線的通信方式將井下環(huán)境數據上傳至地面上的工控機(1)，工控機(1)通過顯示器(2)將井下環(huán)境數據實時顯示；

所述環(huán)境數據采集器包括氧氣濃度采集器(3-1)、一氧化碳濃度采集器(3-2)、二氧化碳濃度采集器(3-3)、溫度采集器(3-4)、乙炔濃度采集器(3-5)、乙烯濃度采集器(3-6)、乙烷濃度采集器(3-7)和甲烷濃度采集器(3-8)；

步驟二、判斷井下煤層中是否出現乙烯：利用所述環(huán)境數據采集器實時采集井下煤層氣體成分，當乙烯濃度采集器(3-6)未采集到有乙烯氣體時，執(zhí)行步驟三；當乙烯濃度采集器(3-6)采集到有乙烯氣體時，采空區(qū)溫度處于90℃～115℃，執(zhí)行步驟七；

步驟三、判斷井下煤層中一氧化碳濃度變化量與氧氣濃度變化量比值是否小于氧化閾值：工控機(1)設定氧化閾值為α，利用氧氣濃度采集器(3-1)實時采集井下煤層氧氣濃度，利用一氧化碳濃度采集器(3-2)實時采集井下煤層一氧化碳濃度，工控機(1)根據公式計算一氧化碳濃度變化量與氧氣濃度變化量的實時比ζ，其中，Δn_CO為一氧化碳濃度變化量，為氧氣濃度變化量，當ζ<α時，執(zhí)行步驟四；當ζ≥α時，采空區(qū)溫度處于50℃～60℃，執(zhí)行步驟六；

步驟四、判斷是否啟動礦井煤自燃一級預警并實施主動一級防控：工控機(1)實時獲取礦井煤自燃一級預警條件R，當礦井煤自燃一級預警條件R滿足時，采空區(qū)溫度小于50℃，執(zhí)行步驟五；否則，循環(huán)步驟二；其中，n_CO為一氧化碳濃度值，為氧氣濃度值；

步驟五、礦井煤自燃一級預警和主動一級防控：工控機(1)控制報警器(4)實施礦井煤自燃一級預警，報警器(4)由提示礦井煤自燃一級預警的第一報警器、提示礦井煤自燃二級預警的第二報警器、提示礦井煤自燃三級預警的第三報警器和提示礦井煤自燃四級預警的第四報警器組成；同時，礦工實施工作面動態(tài)推進的主動一級防控，在采掘過程中，加快工作面推采速度，加強巷道支護，并在巷道表面噴涂堵漏層，封堵巷道表面或煤層表面裂隙；

步驟六、礦井煤自燃二級預警和主動二級防控：工控機(1)控制第二報警器實施礦井煤自燃二級預警；同時，在主動一級防控的基礎上，采用封堵墻封堵回風隅角支架后部采空區(qū)端頭，降低回風隅角支架后部采空區(qū)內氧氣濃度；

步驟七、礦井煤自燃三級預警和主動三級防控：工控機(1)控制第三報警器實施礦井煤自燃三級預警；同時，在主動二級防控的基礎上，給回風隅角支架后部采空區(qū)端頭注入礦用滅火氣體，降低氧氣濃度；

步驟八、判斷井下煤層中乙烯濃度值與乙烷濃度值的實時比是否達到最大值：工控機(1)給定乙烯濃度值與乙烷濃度值的最大比K，利用乙烯濃度采集器(3-6)實時采集井下煤層乙烯濃度，利用乙烷濃度采集器(3-7)實時采集井下煤層乙烷濃度，工控機(1)根據公式計算乙烯濃度值與乙烷濃度值的實時比η，當η達到最大比K時，采空區(qū)溫度處于150℃～180℃，執(zhí)行步驟九；當η未達到最大比K時，循環(huán)步驟七；其中，為乙烯濃度值，為乙烷濃度值；

步驟九、礦井煤自燃四級預警和主動四級防控：工控機(1)控制第四報警器實施礦井煤自燃四級預警；同時，在主動三級防控的基礎上，無法迅速控制火災危及工作面安全生產時，須封閉工作面，并迅速鉆孔向火災區(qū)域滅火，灌注滅火材料，覆蓋高溫煤體，熄滅火區(qū)。

2.按照權利要求1所述的一種礦井煤自燃分級預警與主動分級防控方法，其特征在于：所述氧化閾值α滿足：0.2<α<0.4。

3.按照權利要求1所述的一種礦井煤自燃分級預警與主動分級防控方法，其特征在于：所述第一報警器為藍色指示燈，所述第二報警器為黃色指示燈，所述第三報警器為橙色指示燈，所述第四報警器為紅色指示燈。

4.按照權利要求1所述的一種礦井煤自燃分級預警與主動分級防控方法，其特征在于：所述堵漏層為羅克休堵漏層或速凝水泥漿堵漏層。