[發明專利]煤礦瓦斯抽采方法

在審

• 申請號: 201910159897.5
• 申請日: 2019-03-04
• 公開（公告）號: CN109869182A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 馬世峰;趙振渠;馬桂霞
• 申請（專利權）人: 三河路礦九鼎科技有限公司
• 主分類號: E21F7/00
• 分類號: E21F7/00;E21F17/18
• 代理公司: 北京天方智力知識產權代理事務所(普通合伙) 11719
• 代理人: 谷成

本發明公開了一種煤礦瓦斯抽采方法，其包括如下步驟：將氣源分為高、低濃度氣源，高濃度氣源中的瓦斯濃度≥25％，低濃度氣源中的瓦斯濃度＜25％，使用高濃度抽采系統對高濃度氣源進行抽采，當瓦斯濃度＜25％時，調節抽采參數以提高瓦斯濃度，當不能提高瓦斯濃度≥25％時，通過低濃度抽采系統進行抽采，使用低濃度抽采系統對低濃度氣源和不滿足高濃度抽采條件的高濃度氣源進行抽采，同時啟動配風系統稀釋瓦斯濃度＜3％。其目的是為了提供一種煤礦瓦斯抽采方法，其以瓦斯濃度為中心控制參數，采用高濃度抽采系統和低濃度抽采系統代替傳統的高負壓、低負壓抽采系統，避免抽采瓦斯濃度處于爆炸區間，實現煤礦瓦斯抽采的本質安全。

技術領域

本發明涉及煤礦領域，特別是涉及一種用于抽采煤礦瓦斯的方法。

背景技術

當前，我國煤礦瓦斯災害事故較為嚴重的局面一直未能改變，重大瓦斯事故屢見不鮮，而大力推廣抽放煤層瓦斯是減少礦井通風稀釋瓦斯的負擔和補其不足，防止重大瓦斯事故的有效措施和方法；另外，礦井瓦斯也是一種資源，抽出的瓦斯可以利用，使其“變害為寶”，并減少對大氣環境的污染。

如圖1所示，瓦斯是一種具有燃爆性的氣體，在空氣中瓦斯遇火后能引起爆炸的濃度范圍為5％～16％；當瓦斯濃度為9.5％時，其爆炸威力最大(氧和瓦斯完全反應)；瓦斯濃度在16％以上時，失去其爆炸性，但在空氣中遇火仍會燃燒。

根據瓦斯爆炸性的特點，為保證安全，瓦斯抽采濃度不得在爆炸區間內，世界各國瓦斯抽放規定抽放瓦斯濃度不得低于25％，但在我國，60％以上的瓦斯抽放濃度低于25％，抽放管道內瓦斯濃度在爆炸區間內的現象普遍存在，抽放瓦斯的水環式真空泵雖然可保證泵體內不產生火花，但管道內爆炸性瓦斯氣體的存在嚴重威脅礦井的安全。實現本質安全的唯一途徑就是控制瓦斯抽采濃度，避開瓦斯濃度爆炸區。

我國井下抽放瓦斯條件比較復雜，首先，根據抽放地區不同，需要進行原巖帶的瓦斯預抽和卸壓帶的采空區抽采瓦斯；其次，根據治理瓦斯的目的不同，需要進行瓦斯防突抽放和降低瓦斯涌出量抽放；再次，同一抽放地區的抽放鉆孔由于與采面距離變化影響，也不斷變化著。由于抽采條件的復雜多變，采用同一套管路既不好管理又不易達到效果，為保證煤礦安全生產的需要，提高抽放效果，我國煤礦瓦斯抽放系統常建設有兩套或多套抽放系統，如高負壓系統和低負壓系統，高負壓系統用來抽放原巖帶的本煤層鉆孔瓦斯和穿層鉆孔瓦斯，低負壓系統用來抽放采煤工作面上隅角埋管瓦斯、高位鉆孔采空區瓦斯及進行巷抽瓦斯；但各系統的抽采條件對負壓的要求差異很大，對高負壓瓦斯抽放，由于煤(巖)層覆存情況和瓦斯賦存情況的差異以及瓦斯抽采與煤層開采之間影響，對負壓的要求也不一樣，如預抽瓦斯和邊掘邊抽(或邊采邊抽)要求抽放壓力相差較大；對于低負壓瓦斯抽放，不同地點如上隅角和頂抽巷(底抽巷)的瓦斯抽放負壓差異也較大，在實際煤礦應用中，兩套系統所需要的負壓很不穩定，沒有嚴格的負壓界限；這兩種系統的建設主要是基于減少瓦斯涌出對煤礦安全生產影響的需求所定，而沒有從瓦斯抽采系統的安全角度考慮問題，也沒有對抽放最重要的指標-瓦斯濃度進行界定，兩種系統均普遍存在瓦斯濃度爆炸區間內的抽放狀況，抽放系統管道內可能充滿濃度在爆炸范圍內的瓦斯氣體；充滿爆炸性氣體的瓦斯管道系統是威脅煤礦安全的重大危險源，我國及其他國家均發生過管道瓦斯爆炸事故。另外，如此分壓系統抽放也不利于提高瓦斯抽放濃度，降低了抽放效果。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種煤礦瓦斯抽采方法，其以瓦斯濃度為中心控制參數，采用高濃度抽采系統和低濃度抽采系統代替傳統的高負壓、低負壓抽采系統，避免抽采瓦斯濃度處于爆炸區間，實現煤礦瓦斯抽采的本質安全。

本發明煤礦瓦斯抽采方法，包括如下步驟：

分析氣源，將氣源分為高濃度氣源和低濃度氣源，所述高濃度氣源中的瓦斯濃度≥25％，所述低濃度氣源中的瓦斯濃度＜25％，