[发明专利]一种采空区注氮均压防漏风结构、系统及方法

说明书

本发明属于采矿技术领域，具体涉及一种采空区注氮均压防漏风结构、系统及方法。防漏风结构包括回风巷单元、进风巷单元以及连通两个单元的均压管；回风巷单元和进风巷单元均包括墙结构、均压室，其中，墙结构包括自采空区至巷口方向依次设置的第一密闭墙、第二密闭墙、密闭墙单元，第二密闭墙与密闭墙单元之间的空间为均压室；回风巷单元还包括：注氮室、注氮管和压力传感器。本发明通过把封闭采空区和降低工作面两端压差结合起来，减少采空区漏风，达到预防采空区遗煤自燃的目的。本发明的采空区注氮均压防漏风方法只需简单的施工并结合井下原有注氮管路即可完成，具有成本低廉，易于施工，适用性较强等特点。

技术领域

本发明属于采矿技术领域，具体涉及一种采空区注氮均压防漏风结构、系统及方法。

背景技术

在工作面回采结束时，需要在回风巷和进风巷构筑密闭墙，以减少采空区漏风量，降低采空区遗煤自燃的风险。但近些年来，我国矿井开采深度不断增加，在上下顺槽矿山压力明显，而在巷道中构筑密闭墙处裂隙发育明显，从而在井下形成漏风通道，使采空区漏风量增加，给采空区遗煤的自燃提供了有利条件，导致采空区自然发火现象严重，严重威胁工作人员的健康和国家财产安全。

目前降低采空区漏风量的方法主要有构筑密闭墙、注浆填充、隔离采空区与工作面、封堵漏风通道等。具体的，例如：(1)采用在巷道内构筑两道密闭墙，并在两道密闭墙之间填充粉煤灰浆的方法，来降低采空区漏风量；(2)采用在巷道中建立三道密闭墙，并在第一道密闭墙与第二道密闭墙之间充填黄泥浆的方法达到降低采空区漏风量的目的；(3)采用采空区的防灭火漏风隔离材料，将工作面的人员作业区域与采空区隔离，减低采空区漏风，防止遗煤自燃；(4)采用向采空区注浆，充填漏风通道、采空区空隙以及覆盖采空区遗煤的方法，避免采空区遗煤发生自燃现象；(5)采用地表漏风裂隙封堵、井下漏风通道检测与封堵等技术，减少采空区漏风，防止采空区遗煤自燃。

综合上述解决方案，在采矿过程中，建立密闭墙、注浆填充是防治采空区自然发火的常见方法，对煤矿的安全生产具有重要的积极意义，但受到煤矿井下工作环境的复杂性和技术条件的制约，建立密闭墙和注浆填充并不能完全阻止漏风，原因在于：煤层自身发育的孔裂隙、井下开拓和回采过程在巷道周围煤岩体内部产生的孔裂隙、在应力集中区造成的煤体破环，这些因素均造成巷道周围煤岩内的孔隙连通性增强，形成漏风通道，而建立密闭墙和充填只是在巷道的某个局部采取措施，并不能完全封堵煤岩内部的漏风通道。并且，密闭墙受巷道压力的影响，其顶部和四周会出现裂隙造成漏风；而由于工作面两端压差(即在工作面处，进风巷与出风巷的压力差)都较大，导致防漏风效果并不理想，仍有较多风量渗流至采空区，造成采空区自然发火，影响煤矿的正常运行。因此必须采取有效措施防止漏风造成煤炭自然发火事故。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采空区注氮均压防漏风结构、系统及方法，以解决现有的结构防漏风效果不理想，易造成采空区自然发火的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种采空区注氮均压防漏风结构，防漏风结构包括回风巷单元、进风巷单元以及连通两个单元的均压管；

回风巷单元和进风巷单元均包括：

墙结构，墙结构包括自采空区至巷口方向依次设置的第一密闭墙、第二密闭墙、密闭墙单元；密闭墙单元包括两个以上密闭墙；墙结构与巷道围岩密封连接；

均压室，第二密闭墙与密闭墙单元之间的空间为均压室；

回风巷单元还包括：

注氮室，第二密闭墙与第一密闭墙之间的空间为注氮室；

注氮管，注氮管的注氮口设于注氮室内；

压力传感器，压力传感器设于第一密闭墙两侧的空间内。