[發明專利]一種小煤柱開采臨近采空區注氮防火方法

有效

• 申請號: 202110008106.6
• 申請日: 2021-01-05
• 公開（公告）號: CN112682086B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: 吳洪濤
• 申請（專利權）人: 扎賚諾爾煤業有限責任公司
• 主分類號: E21F5/00
• 分類號: E21F5/00;E21F17/18;E21F17/00;E21B7/04;E21B11/00;E21B33/138
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

本發明涉及一種小煤柱開采臨近采空區注氮防火方法，包括以下步驟，Ⅰ.在工作面運輸順槽內鋪設注氮管路；Ⅱ.使用手持式風動鉆機進行鉆孔施工；Ⅲ.將孔位鉆通后，在鋼管上套接密閉圈；之后向孔內投入鋼管；Ⅳ.在鋼管另一端安裝球閥以及截止閥；Ⅴ.關閉截止閥和球閥，隨后向鋼管和孔位之間的空隙內注入聚氨酯發泡材料進行密封，最后再在孔口處填補快硬水泥；Ⅵ.向鋼管內注入氮氣，并檢測管吸收采空區內的氣體；Ⅶ.通過數據對注氮氣體的流量和純度進行分析以控制氮氣的注入量，本發明具有降低臨近采空區與煤柱交屆處的氧氣含量，對煤柱及采空區采取正壓惰氣保護，從而解決采空區及煤柱體氧化自燃問題的優點。

技術領域

本發明涉及煤礦安全技術領域，尤其涉及一種小煤柱開采臨近采空區注氮防火方法。

背景技術

在煤礦生產過程中為提高煤炭采出率與利用率廣泛應用了小煤柱支護技術，在工作面臨近采空區留設小煤柱極易在應力作用下發生壓酥變形，其內部產生大量裂隙，從而形成氣體漏風通道，將回采巷道與采空區之間進行溝通，工作面開采導致本工作面采空區漏風的同時將為上述老采空區輸入大量新鮮空氣，而老采空區仍會含有瓦斯氣體，致使老采空區也將產生遺煤自燃的隱患，進一步加大采空區遺煤自燃防治的難度，加劇遺煤自燃的隱患。

為防治礦井火災，目前針對小煤柱產生裂隙后導致空氣流通的問題，國內外廣泛采取的主要措施有：煤柱內壓注凝膠、均壓技術控制漏風、煤層注水吸熱注二氧化碳氣體防滅火技術等。

其中采用均壓技術控制煤柱漏風，由于井下大氣壓力受地面大氣壓力影響，時刻都在變化之中，均壓技術很難持久的保持壓力穩定，實施過程中有一定的難度，且對工作面順槽頂煤和煤柱自燃預防作用不大。

采用煤柱壓注凝膠技術，由于壓注凝膠成本高，很難大面積使用，凝膠強度不夠，另凝膠反應產生污染。

采用煤體壓注水進行防滅火，中高位的火點效果差，流水增加煤柱孔隙率，增大漏風量。

采用二氧化碳壓注技術，需要使用液態二氧化碳罐車運輸至工作面順槽內，采用特殊裝置進行壓注，且由于液態二氧化碳釋放過程中汽化吸熱，容易導致壓注管路堵塞，影響壓住流量。另液態二氧化碳槽車在井下運輸存在較大安全風險。

因此，針對以上不足，需要提供一種小煤柱開采臨近采空區注氮防火方法。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是解決現有技術防范方式要么成本過高要么效果較低的問題。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種小煤柱開采臨近采空區注氮防火方法，包括以下步驟，

Ⅰ.在工作面運輸順槽內鋪設注氮管路，并在需要鉆孔的位置處放置三通閥門和截止閥；

Ⅱ.使用手持式風動鉆機進行鉆孔施工，各個孔位之間間距為50m；

Ⅲ.將孔位鉆通后，在鋼管上套接密閉圈；之后向孔內投入鋼管，并使噴頭嵌入采空區內；

Ⅳ.在鋼管另一端安裝球閥以及截止閥，之后向鋼管內注入少量氮氣以將管頭吹出噴頭外；

Ⅴ.關閉截止閥和球閥，隨后向鋼管和孔位之間的空隙內注入聚氨酯發泡材料進行密封，最后再在孔口處填補快硬水泥；

Ⅵ.上述步驟完成后，向鋼管內注入氮氣，并通過下墜的管頭和檢測管吸收采空區內的氣體；

Ⅶ.分析檢測管內的氣體含量以及溫度，并通過數據對注氮氣體的流量和純度進行分析以控制氮氣的注入量。

作為對本發明的進一步說明，優選地，鋼管內注氮速度保持在50m³/h。