專利名稱：預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸的方法屬煤礦開采領(lǐng)域，特別是適用于高突瓦斯礦井。
背景技術(shù)：
通過國內(nèi)外全面檢索，預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸的方法目前主要是杜絕井下明火的產(chǎn)生，將礦井通風(fēng)量加大稀釋井下瓦斯?jié)舛鹊桨踩珮?biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行瓦斯抽放、監(jiān)測瓦斯變化等手段。它們共同的缺點(diǎn)是無法保障采掘工作面放炮過程和機(jī)械破煤過程產(chǎn)生大量的煤塵和大量的瓦斯涌出，同時(shí)放炮過程和機(jī)械破煤過程都要產(chǎn)生火花，甚至引起煤塵瓦斯爆炸。
主要內(nèi)容本發(fā)明的目的是針對(duì)上述存在的問題，根據(jù)不同采掘地點(diǎn)條件設(shè)計(jì)出預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸的方法，實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)有七種方法第一種方法是向采掘工作面噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫。
通過管道向采掘工作面噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)或惰氣泡沫或空氣泡沫，其特征是在掘進(jìn)工作面放炮前后10秒內(nèi)連續(xù)輸送、噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫，使爆破后涌出的瓦斯在二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫的作用下，失去爆炸性或?qū)⒈埔鸬母鞣N燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸。
第二種方法是向采掘工作面噴灑氮?dú)饣蚺菽?br> 通過管道向采掘工作面輸送氮?dú)饣蚨铓馀菽蚩諝馀菽涮卣魇窃诰蜻M(jìn)工作面放炮前后10秒內(nèi)連續(xù)輸送、噴灑氮?dú)饣蚺菽贡坪笥砍龅耐咚乖诘獨(dú)饣蚺菽淖饔孟?，失去爆炸性或?qū)⒈埔鸬母鞣N燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸。
第三種方法是向采掘工作面噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫。
通過管道向采掘工作面輸送二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫，其特征是在掘進(jìn)工作面放炮前后10秒內(nèi)連續(xù)輸送、噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫，使爆破后涌出的瓦斯在二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫的作用下，失去爆炸性或?qū)⒈埔鸬母鞣N燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸。
第四種方法是向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫。
通過管道向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫，其特征是在采煤機(jī)運(yùn)行過程連續(xù)噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫，使采煤機(jī)破煤過程涌出的瓦斯在二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫的作用下，失去爆炸性或?qū)⒉擅簷C(jī)破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸。
第五種方法是向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入氮?dú)饣蚺菽?br> 通過管道向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入氮?dú)饣蚺菽?，其特征是在采煤機(jī)運(yùn)行過程連續(xù)噴灑氮?dú)饣蚺菽?，使采煤機(jī)破煤過程涌出的瓦斯在氮?dú)饣蚺菽淖饔孟?，失去爆炸性或?qū)⒉擅簷C(jī)破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸。
第六種方法是向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫。
通過管道向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫，其特征是在采煤機(jī)運(yùn)行過程連續(xù)噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫，使采煤機(jī)破煤過程涌出的瓦斯在二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫的作用下，失去爆炸性或?qū)⒉擅簷C(jī)破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸。
第七種方法是井下排放瓦斯時(shí)，向被排放地點(diǎn)噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)或氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w(干冰)與氮?dú)獾幕旌蠚怏w或惰性氣體及泡沫。
其特征是通過管道在被排放地點(diǎn)連續(xù)噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)或氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w(干冰)與氮?dú)獾幕旌蠚怏w或惰性氣體及泡沫，直至排放瓦斯工作完畢，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸。
上述七種方法的共同特征是將二氧化碳?xì)怏w(干冰)等惰性氣體及泡沫在采掘工作放炮前后和機(jī)械破煤過程和排放瓦斯過程進(jìn)行連續(xù)噴灑，從而達(dá)到預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸。
預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)1、可吸收和降低采掘工作面的溫度，并在新暴露的煤層上形成二氧化碳?xì)怏w(干冰)保護(hù)層；2、可在爆破過程、機(jī)械破煤過程和落煤過程易產(chǎn)生火花的區(qū)域形成二氧化碳?xì)怏w(干冰)覆蓋層，起到降溫和滅火的效果；3、二氧化碳?xì)怏w(干冰)可起到吸收炮煙、降低煤塵的作用；4、二氧化碳?xì)怏w(干冰)易于被煤炭吸附，并在煤炭表面形成二氧化碳覆蓋層，起到阻止落煤中瓦斯涌出的作用5、可起到防止煤炭自燃和撲滅各種火源的作用；6、二氧化碳?xì)怏w(干冰)可使瓦斯爆炸界限降低縮短甚至消失，起到預(yù)防和抑制瓦斯爆炸的作用。


附圖1為掘進(jìn)工作面使用預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸的方法示意圖；其中1、二氧化碳閥門；2、二氧化碳輸氣管；3、二氧化碳噴嘴；4、二氧化碳保護(hù)區(qū)；5、掘進(jìn)面煤壁；附圖2為采煤工作面使用預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸的方法示意圖；其中1、采煤機(jī)；2、采煤機(jī)滾筒；3、截齒噴水系統(tǒng)；4、二氧化碳保護(hù)區(qū)；5、采煤工作面煤壁；具體實(shí)施方案現(xiàn)以附圖1為例說明當(dāng)掘進(jìn)工作面煤壁(5)裝完炮后，準(zhǔn)備放炮前，將二氧化碳輸氣管(2)上的二氧化碳閥門(1)打開，二氧化碳?xì)怏w從二氧化碳噴嘴(3)噴出并使二氧化碳覆蓋住整個(gè)掘進(jìn)頭的爆破保護(hù)區(qū)(4)，同時(shí)放炮，放炮后10秒鐘內(nèi)關(guān)閉二氧化碳閥門(1)，使用完畢，待再放炮時(shí)再重復(fù)上述過程即可。
現(xiàn)以附圖2為例說明開動(dòng)采煤機(jī)(1)前，先將采煤機(jī)滾筒(2)上的截齒噴水系統(tǒng)(3)打開，形成二氧化碳保護(hù)區(qū)(4)后，開始機(jī)械采煤，采煤工作完成后，先停止采煤機(jī)(1)工作，再將采煤機(jī)滾筒(2)的截齒噴水系統(tǒng)(3)關(guān)閉，待再工作時(shí)重復(fù)上述過程即可。其它惰性氣體或泡沫的使用同上。
權(quán)利要求
1.預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸的方法其特征在于通過管道向采掘工作面輸送二氧化碳?xì)怏w(干冰)、輸送二氧化碳?xì)怏w(干冰)與水的混合物、輸送氮?dú)?、輸送二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或惰氣泡沫或空氣泡沫，并使二氧化碳?xì)怏w(干冰)覆蓋到正在爆破掘進(jìn)的煤壁上，或正在機(jī)械截煤的煤壁上，或正在排放瓦斯的區(qū)域，形成惰氣保護(hù)區(qū)，實(shí)現(xiàn)防止火花產(chǎn)生、降低溫度預(yù)防和控制瓦斯爆炸的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征是，實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸的方法有七種，第一種方法是向采掘工作面噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫通過管道向采掘工作面噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)或惰氣泡沫或空氣泡沫，其特征是在掘進(jìn)工作面放炮前后10秒內(nèi)連續(xù)輸送、噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫，使爆破后涌出的瓦斯在二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫的作用下，失去爆炸性或?qū)⒈埔鸬母鞣N燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸；第二種方法是向采掘工作面噴灑氮?dú)饣蚺菽ㄟ^管道向采掘工作面輸送氮?dú)饣蚨铓馀菽蚩諝馀菽涮卣魇窃诰蜻M(jìn)工作面放炮前后10秒內(nèi)連續(xù)輸送、噴灑氮?dú)饣蚺菽?，使爆破后涌出的瓦斯在氮?dú)饣蚺菽淖饔孟拢ケㄐ曰驅(qū)⒈埔鸬母鞣N燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸；第三種方法是向采掘工作面噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫通過管道向采掘工作面輸送二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫，其特征是在掘進(jìn)工作面放炮前后10秒內(nèi)連續(xù)輸送、噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫，使爆破后涌出的瓦斯在二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫的作用下，失去爆炸性或?qū)⒈埔鸬母鞣N燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸；第四種方法是向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫通過管道向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫，其特征是在采煤機(jī)運(yùn)行過程連續(xù)噴灑二二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫，使采煤機(jī)破煤過程涌出的瓦斯在二氧化碳?xì)怏w(干冰)或泡沫的作用下，失去爆炸性或?qū)⒉擅簷C(jī)破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸；第五種方法是向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入氮?dú)饣蚺菽ㄟ^管道向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入氮?dú)饣蚺菽?，其特征是在采煤機(jī)運(yùn)行過程連續(xù)噴灑氮?dú)饣蚺菽?，使采煤機(jī)破煤過程涌出的瓦斯在氮?dú)饣蚺菽淖饔孟拢ケㄐ曰驅(qū)⒉擅簷C(jī)破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸；第六種方法是向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫通過管道向采煤機(jī)截齒噴水系統(tǒng)內(nèi)加入二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫，其特征是在采煤機(jī)運(yùn)行過程連續(xù)噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫，使采煤機(jī)破煤過程涌出的瓦斯在二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)獾幕旌蠚怏w或其它惰性氣體或泡沫的作用下，失去爆炸性或?qū)⒉擅簷C(jī)破煤過程引起的各種燃燒撲滅，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸；第七種方法是井下排放瓦斯時(shí)，向被排放地點(diǎn)噴灑二氧化碳?xì)怏w(干冰)或氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w(干冰)與氮?dú)獾幕旌蠚怏w或惰性氣體及泡沫其特征是通過管道在被排放地點(diǎn)連續(xù)噴灑二二氧化碳?xì)怏w(干冰)或氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w(干冰)與氮?dú)獾幕旌蠚怏w或惰性氣體及泡沫，直至排放瓦斯工作完畢，從而實(shí)現(xiàn)預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的特征是將二氧化碳?xì)怏w(干冰)等惰性氣體，在采掘工作面炮前后和機(jī)械破煤過程和排放瓦斯過程進(jìn)行連續(xù)噴灑，從而達(dá)到預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸。
全文摘要
預(yù)防和控制采掘工作面瓦斯爆炸的方法是將單獨(dú)的二氧化碳?xì)怏w(干冰)、氮?dú)鈿怏w、其它惰性氣體或二氧化碳?xì)怏w(干冰)與氮?dú)鈿怏w的混合氣體或泡沫直接噴往正在采掘的煤體上，正在采掘的煤體上有瓦斯、煤塵和破煤過程產(chǎn)生的火花，因此，隨時(shí)都可能發(fā)生瓦斯爆炸事故，二氧化碳?xì)怏w(干冰)和氮?dú)鈿怏w及其混合物，特別是純二氧化碳?xì)怏w(干冰) 既有降溫、吸熱、滅火，又能滅塵消煙，從而起到預(yù)防瓦斯爆炸的作用。
文檔編號(hào)E21F5/00GK1590708SQ0315923
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2003年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月1日
發(fā)明者杜志剛 申請(qǐng)人:杜志剛