[发明专利]一种高瓦斯矿井无氧工作面的回采方法

说明书

本发明公开了一种高瓦斯矿井无氧工作面的回采方法，属于煤矿安全开采技术领域。针对高瓦斯矿井未受扰动的首采煤层且煤层顶板裂隙未与地面导通的工作面，在进风顺槽和运输顺槽内分别设置柔性密闭墙，在对应顺槽的柔性密闭墙上分别设置制氮系统和空调机组，形成无氧作业环境，在回采空间内设置气体及温度监测监控系统，对气体含量和温度实时监测；当回采空间内的氧浓度低于5％时，开始回采作业，随着工作面的推进移动柔性密闭墙，连续回采至停采线；当氧浓度达到或超过8％时，电源自动切断，停止生产作业；当回采空间内的温度超过26℃时，采取强制冷措施，使工作环境温度下降至15～20℃，有效避免了瓦斯事故发生，实现了工作面安全开采，易操作易实施。

技术领域

本发明涉及一种矿井无氧工作面高效回采方法，尤其是一种适用于回采工作的一种高瓦斯矿井无氧工作面的回采方法，属矿井瓦斯事故防治及高效开采技术领域，

背景技术

瓦斯是危害矿井安全生产的重要因素之一。瓦斯对矿井安全的威胁主要有爆炸、突出和窒息等形式，其中瓦斯煤尘爆炸和煤与瓦斯突出严重威胁着井下人员生命和矿井设施的安全。瓦斯爆炸不仅造成人员伤亡，而且严重摧毁井巷设施、中断生产，甚至还会引起煤尘爆炸、矿井火灾及井巷垮塌等二次灾害。根据国家煤监局事故统计，井下一次死亡人数较多的重大事故主要由瓦斯爆炸和瓦斯突出引起，2001～2013年全国共发生瓦斯事故1663起，死亡9126人，具体见表1。

表1 2001～2013年煤矿瓦斯事故统计

2001～2004年我国煤矿瓦斯事故一直处于高发状态，2004年以后呈稳步下降趋势，但占全国煤矿事故总次数比重一直在增大；瓦斯事故死亡人数在2003年之后稳步下降，占全国煤矿事故死亡总人数比重始终居高不下，这意味着我们所面临的瓦斯治理形势依然严峻。

近年来，我国矿井开采深度越来越大，瓦斯赋存量也随之急剧增加，导致瓦斯灾害愈显突出。因此，降低或解除瓦斯对矿井安全生产的威胁具有重要意义。

发明内容

技术问题：本发明的目的是针对现有开采技术中存在的不足，提供一种方法简单、操作方便、克服高瓦斯矿井潜在威胁的一种高瓦斯矿井无氧工作面的回采方法。

技术方案：本发明的高瓦斯矿井无氧工作面的回采方法，包括如下步骤：

a.选择高瓦斯矿井未受扰动的首采煤层且煤层顶板裂隙未与地面导通的工作面；

b.在工作面的进风顺槽和运输顺槽内分别设置超前支护和柔性密闭墙，使回采空间与外界大气隔绝；

c.在进风顺槽内的柔性密闭墙上设置制氮系统，通过制氮系统不断向封闭空间内注入氮气，使工作面形成无氧作业环境，在运输顺槽内的柔性密闭墙上设置空调机组；

d.在回采空间内设置气体及温度监测监控系统，对气体含量和温度进行实时监测；

e.当回采空间内的氧浓度低于5％时，开始回采作业，随着工作面的推进移动柔性密闭墙，直至柔性密闭墙移到进风顺槽和运输顺槽的巷口为止，工作面继续回采直至停采线。

所述的柔性密闭墙由墙体、柔性气囊和轮座构成，通过对柔性气囊进行注气和减小注气速率或临时停注实现密封和移动。

所述柔性密闭墙超前工作面的距离为d，d的范围为1.5D<d<2D，其中D为超前支护的长度。

所述柔性密闭墙的移动频次和距离与工作面的推进速度相互协调，工作面推进d-1.5D，柔性密闭墙移动一次，移动距离为Δd，Δd满足0<Δd<0.5D。

所述的空调机组包括空调机、抽出式通风机和除尘器，抽出式通风机与制氮系统形成通风回路，空调机和除尘器实时对工作面进行降温和除尘。