关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控方法和防控系统技术方案

本发明专利技术提出了一种关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控方法和防控系统，实时检测矿井内瓦斯浓度、气压、温度和氧气含量；依据矿井内瓦斯浓度、气压、温度、氧气含量进行防控，防控方法采用主动抽采和被动抑爆相结合的方法，主动抽采至少采用抽气方式和抽水方式之一进行防控，被动抑爆至少采用喷雾抑爆方式和注惰抑爆方式之一进行防控，本发明专利技术采用主动抽采和被动抑爆相结合的方法来防控关闭矿井瓦斯泄漏，减小瓦斯泄漏和防爆，提高关闭矿井的安全性。提高关闭矿井的安全性。提高关闭矿井的安全性。

【技术实现步骤摘要】
关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控方法和防控系统


[0001]本专利技术属于废弃矿井瓦斯治理
，具体涉及一种关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控方法和防控系统。

技术介绍

[0002]随着我国能源结构性改革深入推进，大量经营亏损、灾害严重、资源枯竭的煤矿陆续关闭退出，大量矿井面临封闭，大部分废弃矿井井下巷道和矿井分别采用封闭墙和盖板的方式封闭。
[0003]虽然对矿井进行了封闭，但仍有部分封闭矿井存在不同程度的瓦斯泄漏现象，尤其在暴雨、地下水流动时，煤层中的水位上涨，煤层和矿井中储存瓦斯的有限空间体积变小，进而使得瓦斯压力增大、浓度增大、泄漏量增大。因此有必要对关闭矿井的瓦斯泄漏灾害进行防控。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控方法和防控系统。
[0005]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控方法，包括如下步骤：实时检测矿井内瓦斯浓度、气压、温度和氧气含量；依据矿井内瓦斯浓度、气压、温度、氧气含量进行防控，防控方法采用主动抽采和被动抑爆相结合的方法，主动抽采至少采用抽气方式和抽水方式之一进行防控，被动抑爆至少采用喷雾抑爆方式和注惰抑爆方式之一进行防控，具体方法为：若矿井内瓦斯浓度不超标、温度和氧含量在安全范围、而气压压力高于压力阈值时，则抽水和/或抽气；若矿井内瓦斯浓度超标且温度和氧含量在安全范围时，当气压压力低于压力阈值，则抽气，当气压压力高于压力阈值，则进行抽气和/或抽水；若矿井内瓦斯浓度超标且温度高于温度阈值且氧含量在安全范围时，当气压压力低于压力阈值，则抽气且喷雾，若气压压力高于压力阈值，则进行抽气、抽水和喷雾；若矿井内瓦斯浓度超标、温度低于温度阈值、氧含量高于安全范围时，当气压压力低于压力阈值，则抽气并注入惰性气体，当气压压力高于压力阈值，则进行抽气和抽水并注入惰性气体；若矿井内瓦斯浓度超标、温度高于温度阈值、氧含量高于安全范围时，当气压压力低于压力阈值，则抽气、喷雾并注入惰性气体，若气压压力高于压力阈值，则进行抽气、抽水、喷雾和注入惰性气体。
[0006]上述技术方案中，抽气以排除瓦斯，从根本上排出可燃物，减少泄漏绝对量；抽水以控制矿井内压力，控制从地面裂隙泄漏瓦斯的速度；喷雾抑爆以切断点火源，不至于引爆高浓度瓦斯；注入惰性气体以隔绝氧气，防爆。本专利技术采用主动抽采和被动抑爆相结合的方法来防控关闭矿井瓦斯泄漏，减小瓦斯泄漏和防爆，提高关闭矿井的安全性。
[0007]在本专利技术的一种优选实施方式中，抽气方式：通过设置抽气设备抽出矿井、地面裂隙和煤层裂隙中的瓦斯；抽水方式：通过设置抽水设备抽出矿井中的水；喷雾抑爆方式：通
过设置喷雾抑爆设备喷出水雾以切断点火源；注惰抑爆方式：通过设置注惰抑爆设备向矿井中注入惰性气体。
[0008]在本专利技术的一种优选实施方式中，还需要检测地面裂隙处的瓦斯溢出量，若矿井内瓦斯浓度不超标但地面裂隙处的瓦斯溢出量超出第一阈值时，进行抽气和/或抽水；若矿井内瓦斯浓度不超标但地面裂隙处的瓦斯溢出量超出第二阈值时，第二阈值大于第一阈值，进行抽气和/或抽水并对地面裂隙进行封堵。
[0009]上述技术方案中，针对矿井内瓦斯浓度不超标但地面裂隙有瓦斯溢出时，也采取了应对措施，以进一步提高关闭矿井的安全性。
[0010]在本专利技术的一种优选实施方式中，依据矿井内瓦斯浓度、气压、温度、氧气含量进行防控的具体方法为：
[0011]F＝(f(η)+f(p))+100f(o
x
)+1000f(T)
[0012]其中，
[0013][0014][0015][0016]其中，η为检测的瓦斯浓度，η
标
为瓦斯浓度安全阈值，p为检测的气压值，p
标
为气压安全阈值，o
x
为检测的含氧量，o
x
标为含氧量浓度安全阈值，T为检测的温度，T
标
为安全温度阈值；当F的数值大于2小于10时，采用抽气方式和/或抽水方式进行防控；当F数值大于10小于100，采用抽气方式和/或抽水方式、以及注惰抑爆方式；当F数值大于100，采用抽气方式和/或抽水方式、以及喷雾抑爆方式和/或注惰抑爆方式。
[0017]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控系统，包括传感器组、控制器及防灾设备，传感器组用于实时检测矿井内瓦斯浓度、气压、温度和氧气含量并传输给控制器，防灾设备包括主动抽采设备和被动抑爆设备，主动抽采设备包括抽气设备和抽水设备，被动抑爆设备包括喷雾抑爆设备和注惰抑爆设备；控制器依据本申请提供的防控方法进行防控。
[0018]在本专利技术的一种优选实施方式中，传感器组包括设在矿井内的瓦斯浓度传感器、温度传感器、气压传感器和氧气含量传感器，传感器组还包括用于检测地面裂隙瓦斯溢出量的传感器。
[0019]在本专利技术的另一种优选实施方式中，抽气设备包括抽气泵和与抽气泵入口连接的抽气管，抽气管插入矿井中。
[0020]在本专利技术的另一种优选实施方式中，抽水设备包括抽水泵和与抽水泵入口连接的抽水管，抽水管插入矿井的水淹线以下。
[0021]在本专利技术的另一种优选实施方式中，喷雾抑爆设备包括通过水管与水源连接的加压泵，加压泵的出口连接有输水管，输水管连接有若干沿其长度方向间隔设置的雾化喷头；或者喷雾抑爆设备包括通过水管与水源连接的雾化泵，雾化泵的出口连接有输送管；或者喷雾抑爆设备包括通过水管与水源连接的加压泵、以及与加压泵连接的超声波雾化器，超声波雾化器的出口连接有输送管。
[0022]在本专利技术的另一种优选实施方式中，注惰抑爆设备包括储存惰性气体的储气罐、与储气罐连接的输送惰性气体的气泵、以及与气泵连接的输气管，输气管能够插入矿井中。
[0023]本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0024]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0025]图1是本申请实施例的关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控系统的结构示意图。
[0026]说明书附图中的附图标记包括：矿井10、封堵11、水淹线12、煤层20、地表层30、裂隙31、传感器组40、抽气设备50、抽气泵51、抽气管52、抽水设备60、抽水泵61、抽水管62、喷雾抑爆设备70、水管71、加压泵72、输水管73、雾化喷头74、喷雾阀75、注惰抑爆设备80、储气罐81、气泵82、输气管83。
具体实施方式
[0027]下面详细描述本专利技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0028]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“竖向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控方法，其特征在于，包括如下步骤：实时检测矿井内瓦斯浓度、气压、温度和氧气含量；依据矿井内瓦斯浓度、气压、温度、氧气含量进行防控，所述防控方法采用主动抽采和被动抑爆相结合的方法，所述主动抽采至少采用抽气方式和抽水方式之一进行防控，所述被动抑爆至少采用喷雾抑爆方式和注惰抑爆方式之一进行防控，具体方法为：若矿井内瓦斯浓度不超标、温度和氧含量在安全范围、而气压压力高于压力阈值时，则抽水和/或抽气；若矿井内瓦斯浓度超标且温度和氧含量在安全范围时，当气压压力低于压力阈值，则抽气，当气压压力高于压力阈值，则进行抽气和/或抽水；若矿井内瓦斯浓度超标且温度高于温度阈值且氧含量在安全范围时，当气压压力低于压力阈值，则抽气且喷雾，若气压压力高于压力阈值，则进行抽气、抽水和喷雾；若矿井内瓦斯浓度超标、温度低于温度阈值、氧含量高于安全范围时，当气压压力低于压力阈值，则抽气并注入惰性气体，当气压压力高于压力阈值，则进行抽气和抽水并注入惰性气体；若矿井内瓦斯浓度超标、温度高于温度阈值、氧含量高于安全范围时，当气压压力低于压力阈值，则抽气、喷雾并注入惰性气体，若气压压力高于压力阈值，则进行抽气、抽水、喷雾和注入惰性气体。2.根据权利要求1所述的关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控方法，其特征在于，所述抽气方式：通过设置抽气设备抽出矿井、地面裂隙和煤层裂隙中的瓦斯；所述抽水方式：通过设置抽水设备抽出矿井中的水；所述喷雾抑爆方式：通过设置喷雾抑爆设备喷出水雾以切断点火源；所述注惰抑爆方式：通过设置注惰抑爆设备向矿井中注入惰性气体。3.根据权利要求1所述的关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控方法，其特征在于，还需要检测地面裂隙处的瓦斯溢出量，若矿井内瓦斯浓度不超标但地面裂隙处的瓦斯溢出量超出第一阈值时，进行抽气和/或抽水；若矿井内瓦斯浓度不超标但地面裂隙处的瓦斯溢出量超出第二阈值时，第二阈值大于第一阈值，进行抽气和/或抽水并对地面裂隙进行封堵。4.根据权利要求1所述的关闭矿井瓦斯泄漏灾害防控方法，其特征在于，依据矿井内瓦斯浓度、气压、温度、氧气含量进行防控的具体方法为：F＝(f(η)+f(p))+100f(o
x
)+1000f(T)其中，其中，其中，其中，
其中，η为检测的瓦斯浓度，η
标
为瓦斯...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂百胜，刘鹏，郭臣业，柳先锋，周俊杰，邓博知，常理，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：