[发明专利]一种小煤柱开采临近采空区注氮防火方法

说明书

本发明涉及一种小煤柱开采临近采空区注氮防火方法，包括以下步骤，Ⅰ.在工作面运输顺槽内铺设注氮管路；Ⅱ.使用手持式风动钻机进行钻孔施工；Ⅲ.将孔位钻通后，在钢管上套接密闭圈；之后向孔内投入钢管；Ⅳ.在钢管另一端安装球阀以及截止阀；Ⅴ.关闭截止阀和球阀，随后向钢管和孔位之间的空隙内注入聚氨酯发泡材料进行密封，最后再在孔口处填补快硬水泥；Ⅵ.向钢管内注入氮气，并检测管吸收采空区内的气体；Ⅶ.通过数据对注氮气体的流量和纯度进行分析以控制氮气的注入量，本发明具有降低临近采空区与煤柱交届处的氧气含量，对煤柱及采空区采取正压惰气保护，从而解决采空区及煤柱体氧化自燃问题的优点。

技术领域

本发明涉及煤矿安全技术领域，尤其涉及一种小煤柱开采临近采空区注氮防火方法。

背景技术

在煤矿生产过程中为提高煤炭采出率与利用率广泛应用了小煤柱支护技术，在工作面临近采空区留设小煤柱极易在应力作用下发生压酥变形，其内部产生大量裂隙，从而形成气体漏风通道，将回采巷道与采空区之间进行沟通，工作面开采导致本工作面采空区漏风的同时将为上述老采空区输入大量新鲜空气，而老采空区仍会含有瓦斯气体，致使老采空区也将产生遗煤自燃的隐患，进一步加大采空区遗煤自燃防治的难度，加剧遗煤自燃的隐患。

为防治矿井火灾，目前针对小煤柱产生裂隙后导致空气流通的问题，国内外广泛采取的主要措施有：煤柱内压注凝胶、均压技术控制漏风、煤层注水吸热注二氧化碳气体防灭火技术等。

其中采用均压技术控制煤柱漏风，由于井下大气压力受地面大气压力影响，时刻都在变化之中，均压技术很难持久的保持压力稳定，实施过程中有一定的难度，且对工作面顺槽顶煤和煤柱自燃预防作用不大。

采用煤柱压注凝胶技术，由于压注凝胶成本高，很难大面积使用，凝胶强度不够，另凝胶反应产生污染。

采用煤体压注水进行防灭火，中高位的火点效果差，流水增加煤柱孔隙率，增大漏风量。

采用二氧化碳压注技术，需要使用液态二氧化碳罐车运输至工作面顺槽内，采用特殊装置进行压注，且由于液态二氧化碳释放过程中汽化吸热，容易导致压注管路堵塞，影响压住流量。另液态二氧化碳槽车在井下运输存在较大安全风险。

因此，针对以上不足，需要提供一种小煤柱开采临近采空区注氮防火方法。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有技术防范方式要么成本过高要么效果较低的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种小煤柱开采临近采空区注氮防火方法，包括以下步骤，

Ⅰ.在工作面运输顺槽内铺设注氮管路，并在需要钻孔的位置处放置三通阀门和截止阀；

Ⅱ.使用手持式风动钻机进行钻孔施工，各个孔位之间间距为50m；

Ⅲ.将孔位钻通后，在钢管上套接密闭圈；之后向孔内投入钢管，并使喷头嵌入采空区内；

Ⅳ.在钢管另一端安装球阀以及截止阀，之后向钢管内注入少量氮气以将管头吹出喷头外；

Ⅴ.关闭截止阀和球阀，随后向钢管和孔位之间的空隙内注入聚氨酯发泡材料进行密封，最后再在孔口处填补快硬水泥；

Ⅵ.上述步骤完成后，向钢管内注入氮气，并通过下坠的管头和检测管吸收采空区内的气体；

Ⅶ.分析检测管内的气体含量以及温度，并通过数据对注氮气体的流量和纯度进行分析以控制氮气的注入量。

作为对本发明的进一步说明，优选地，钢管内注氮速度保持在50m³/h。