[发明专利]一种向采空区压注阻化剂防止遗煤自燃的新方法

说明书

本发明公开了一种向采空区压注阻化剂防止遗煤自燃的新方法，属于煤矿开采技术领域。该方法包括以下步骤：S1、对裂隙带和冒落带进行高度考察；S2、根据裂隙带的高度设计钻场；S3、按设计施工钻场与钻孔，安装阻化剂注入装置；S4、将注水封孔器放入钻孔孔口内；S5、加入阻化剂，向采空区压注阻化剂；S6、当有钻孔与冒落带贯通后即停止压注。本发明还提供了阻化剂注入装置的具体结构；本发明利用回采过程产生的裂隙带，通过布置钻场或高位钻场，向裂隙带内打钻，钻孔封孔后通过阻化剂注入装置依靠静压向采空区内压注阻化剂，阻化剂喷洒均匀且不影响正常采煤作业，有效防止遗煤自燃，提高了工作效率。

技术领域

本发明涉及煤矿开采技术领域，具体涉及一种向采空区压注阻化剂防止遗煤自燃的新方法。

背景技术

煤是赋存在地壳中，呈层状被上下岩层夹持着，煤炭生产过程是通过开掘岩石巷道到煤层中，在煤层中布置区段平巷和切眼，然后沿切眼向外开采，将煤炭采出，如图3所示，煤炭采出后直接覆盖在煤层上方的岩层会冒落形成冒落带，再往上的岩层会产生裂隙形成裂隙带，再往上的岩层会弯曲下沉形成弯曲下沉带，冒落带也叫采空区，由于开采时不可能把煤炭全部回收干净，有一部分煤炭会遗留在采空区，采空区内遗留的煤炭由于工作面回采时的漏风供氧，会缓慢氧化放热，如果得不到及时控制，放出的热量积聚使遗煤温度升高，达到自燃点时会产生自燃火灾，轻则影响生产，重则产生重大安全生产事故。

阻化剂防火是煤矿常用的防治煤炭自燃的方法，其主要原理是向煤炭喷洒阻化剂溶液，降低煤的自燃性能达到防火的目的。目前阻化剂防止采空区遗留煤炭自燃主要有三种方法。第一种是喷洒阻化剂溶液，这也最常用的一种，它是在回采工作面的区段平巷安设阻化剂喷洒泵和阻化液箱，通过高压管路连接到回采工作面的固定或手持喷枪，由人工向工作面后部的采空区遗煤表面喷洒阻化剂溶液，起到防止煤炭自燃的作用；第二种方法是汽雾阻化，它是在回采工作面的进风平巷安装阻化剂液雾化泵和阻化液箱，在工作面的进风隅角或工作面支架后部安设雾化喷头，雾化喷头通过高压管路与阻化剂液雾化泵连接。阻化剂溶液在进风隅角或支架后部被喷头雾化后随风流带入到采空区内部，随风流运动过程中阻化液汽雾由于重力作用逐步落到采空区内部遗留的煤炭上，起到阻化煤炭自燃的作用；第三种方法是注入式阻化剂防火，它是工作面的区段平巷内向工作面煤层打顺层钻孔，然后将阻化剂溶液通过煤层注水的方式注入到尚未开采的工作面煤层中，降低煤的自燃性能，等工作面回采时遗留在采空区内的煤炭自燃性能下降，起到防止遗煤自燃的目的。

方法一主要是依靠人工手持喷枪在工作面支架间向支架后面的遗煤喷洒阻化剂，这是目前最为常用的方法。该存在的主要有问题有：第一，由于一般支架间隙较小喷洒工作不方便，即使勉强能够喷进去也会造成喷洒不均匀，阻化效果差；第二，如果一段距离内连续多个支架间距离都很小，可能造成这一段采空区内无法喷洒阻化剂，使得阻化剂在采空区内分布不均匀，起不到防止自燃的作用；第三，由于喷洒的距离较工作面非常近，淋出的水流会恶化工作面的作业环境。第四，如果回采煤层的冒落带内有不可采且易自燃的上邻近煤层，那么随着工作面的回采该邻近煤层会冒落到采空区内形成遗煤，增加采空区自燃的危险性，目前的阻化剂防火方法均解决不了该问题；第五，阻化剂喷洒操作是回采工作面内进行的，不可避免的要和工作面生产产生冲突，影响正常生产。

方法二是依靠回采工作面两端风压差带动风流流动，进而将阻化剂汽雾带入采空区内部，由于采空区内漏风本来就小所以带入到采空区内的阻化剂溶液较少，对于采空区遗煤较多，自燃严重的矿井，不能满足防火要求。

方法三由于是尚未回采的煤体内注入阻化剂，这虽然降低了采空区遗留煤炭的自燃性能，同时也降低了工作面回采煤炭的燃烧性能，即这种方法是以牺牲煤炭质量为代价的。并且由于煤层孔隙率及渗透性大小的差别，导致阻化剂注入的也会均匀，阻化的效果有限，目前该方法很少使用，本发明提出一种向采空区压注阻化剂防止遗煤自燃的新方法，能够解决现有技术中上述三种方法存在的缺陷。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的问题，提供一种向采空区压注阻化剂防止遗煤自燃的新方法，