一种高瓦斯矿井快速密封工作面的防爆方法技术

本发明专利技术提供一种高瓦斯矿井快速密封工作面的防爆方法。本发明专利技术在砌密闭墙前，先在进风巷预先布设耗氧装置，依此将安装有单向流量阀的通风管道与盛放固态耗氧剂的腔体相连。同时于进回风巷中布设注惰气管道，延缓瓦斯爆炸，改善人员工作环境。另外，密封墙具有防火防爆功能，设有观测管、排水管和用于通风的金属管道。当密闭墙完成后，关闭金属管道上的防爆盖，实现快速封闭。同时，每隔一段时间，利用观测管监测墙内外侧压力，当墙内侧压力小于外侧时，开启注惰气管道，保证内外压力相等，形成均压，快速熄灭火区。本发明专利技术解决了传统方法应用于高瓦斯环境安全性、密闭墙密闭性较差的弊端，保障了人员安全，改善了工作环境，降低了火区熄灭的时间。灭的时间。灭的时间。

【技术实现步骤摘要】
一种高瓦斯矿井快速密封工作面的防爆方法


[0001]本专利技术涉及矿山安全工程
，具体涉及一种用于高瓦斯矿井火灾时期快速密封工作面的防爆方法。

技术介绍

[0002]矿井火灾作为煤矿的主要自然灾害之一，一直是影响安全生产的主要因素；当矿井工作面发生火灾，轻则破坏井下生产设备，影响生产，重则危及人员安全，造成恶劣后果；近年来，我国煤矿火灾事故频发，究其原因在于随着生产装备的更新以及采掘深度的深入，地温逐渐升高，瓦斯涌出量也进一步增大；一旦发生井下火灾，更容易形成煤炭自燃和瓦斯爆炸的耦合灾害，造成更大的损失；但是当前我国煤矿灾害防治技术与生产装备水平、生产发展水平不相适应，在救灾的过程中，常常因为回风、进风巷道密封顺序、时间与当前火势状况不相适应，引起一系列的耦合灾害的发生；因此，在矿井救灾的过程中，如何更快地封闭火区、延长密封时间和瓦斯爆炸时间，从而避免耦合灾害是一项重要难题。
[0003]目前，当井下火灾无法直接灭火或直接灭火无效时，一般采用封闭措施进行灭火；封闭灭火就是利用灭火墙把进风侧和回风侧所有通向火区的巷道以及巷道内易向火源漏风的区域封严；当火区封闭后，切断了外界的供养，使得火区内生热和散热平衡系统被破坏，这种情况一般持续一段时间后直到将火源彻底熄灭；而对于高瓦斯矿井，国内外一般都采用具有防爆性能的防火墙，同时普遍采用进、回风巷同时密闭的方法，即减少了火区供风，又为回风侧提供了良好的环境条件，提高了安全性，同时，有些会在密闭墙上安设注浆管，用以在封闭时以及封闭后向火区灌注灭火材料，加快火源熄灭速度，还可以因地制宜，在具备条件的时候采用水封的办法。
[0004]传统的密封工艺，在治理高瓦斯火灾工作面时，仅仅干预瓦斯爆炸单个影响因素，但是瓦斯爆炸与空气中的氧浓度、瓦斯浓度、热源温度、热源存在时间均有关系，并且瓦斯浓度与氧浓度存在一个区域范围，而非简单的一一对应的区间关系；因此，传统方法往往在延缓瓦斯爆炸方面效果并不理想；另外，由于不对回风巷中风流温度进行人为干预，人员工作环境较差，影响工作状态；同时，由于某些巷道会采用水封或注灭火材料，进行火区灭火；因而用时较久，不能达到快速密闭，快速熄灭火区的目的。

技术实现思路

[0005]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种高瓦斯矿井火灾时期快速密封工作面的防爆方法，在保障人员安全和密封性的前提下，通过增加排放惰性气体管道、耗氧装置、金属通风管道，打破了传统方法无法在瓦斯爆炸前安全的密闭、火区熄灭慢等缺点，其主要是通过金属通风管道保证巷道正常通风，同时通过金属管道前端的耗氧装置，降低排入到工作面的空气中的氧气浓度，抑制燃烧的时间和范围，同时增加了进、回风巷的注惰气管道，降低回风流的温度，创造适宜的工作环境，并对火区起到一定的惰化作用，抑制瓦斯的涌出；从而有效提高了允许密封的时间，降低了瓦斯爆炸的可能，提高了人员工作安全和效
率，同时也缩短了火区熄灭的时间，为后期启封，做好了充足的准备。
[0006]为实现上述目的，本专利技术专利采用如下技术方案。
[0007]一种高瓦斯矿井火灾时期快速密封工作面的防爆方法，包括耐爆防火墙、注惰气管道、耗氧装置。
[0008]所述耐爆防火墙包括气体成分观测管、排水管、金属通风管和金属防爆盖。
[0009]所述的金属通风管一端与密闭内的耗氧装置相连，用于向密闭内通风；同时也保证了火区上风侧不致发生瓦斯超限聚积，又能在一定程度上控制火势发展，从而给回风侧防火墙的构筑提供一个相对有利的条件。
[0010]所述的观测管，用于监测耐爆防火墙内的气体成分和压力，以便后期更好了解墙内状况，便于后期启封。
[0011]所述的排水管，布设于耐爆防火墙底部，用于及时排除密闭墙后的水；同时管道一部分做成一段“U”形管以作为底部的密封，防治漏风。
[0012]所述的金属防爆盖位于金属管道之上，具有防止爆炸，抗冲击波作用，适用于快速封堵有瓦斯爆炸危险性火区、瓦斯巷道等。
[0013]所述的注惰气管道位于耐爆防火墙下端，可向火区注入惰性气体，用于惰化火区，抑制瓦斯爆炸，同时降低回风流气体温度，为工作人员创造良好工作环境。
[0014]所述的耗氧装置，包括单向流量阀、固态耗氧剂、通风管道；同时装置位于密闭墙内，一方面用于降低进风流中的氧气浓度，另一方面可以抑制瓦斯爆炸，加快火区熄灭。
[0015]所述的单向流量阀，可使通风管道气体单向流动；所述耗氧剂位于一个与管道相连的腔体中，当空气流过时，会降低风流中的氧气浓度，以便更好防爆；所述通风管道与金属管道、耗氧剂存放的腔体相连，用于向火区供风。
[0016]一种用于高瓦斯矿井火灾时期快速密封工作面的防爆方法，采用所述的耐爆防火墙、注惰气管道、耗氧装置来实现，其具体步骤如下：步骤一、在砌密闭墙前，先在进风巷布设预先准备好的耗氧装置，依次将通风管道与盛放固态耗氧剂的腔体相连，并调节单向流量阀，同时于进风、回风巷布设注惰气管道；步骤二、构筑耐爆防火墙，同时在密闭墙中心位置设置一个直径超过2m以上的金属管道，金属管道与耗氧装置相连，用于向工作面通风；同时金属管道的端头安装有防爆盖，用于密闭完成后快速封闭火区；同时墙体上安设有观测管和排水管，管道直径为
ϕ
35~100mm，观测管距巷道底板高度不小于1300mm；观测管用于从火区抽取气样，时刻监测火区状况；排水管距巷道底板150~200mm，用于排水；步骤三、在工作人员砌密闭的同时，打开进风、回风巷道的注惰气管道，向火区方向注入惰性气体，惰化火区气体，在注入惰气的同时，利用与耗氧装置相连的金属管道进行通风，同时改善回风侧人员工作环境，另外回风侧人员佩戴呼吸器进行工作，防止因为回风侧氧气浓度偏低，造成危险；步骤四、当密闭砌完成后，过一段时间，待密封材料完全作用后，将注惰气管道、观测管进行封堵，保证不漏风，同时计算好人员撤离时间，利用留有出水口的容器实现防爆金属盖的自动封闭；步骤五、密封一段时间后，通过将观测管监测火区的情况，测得气体成分和压力，同时测得密闭墙外侧压力，若墙内小于墙外，则通过惰气管道向火区注入气体，以便形成均
压灭火，使得火区快速熄灭，为后期启封减少时间。
[0017]本专利技术一种用于高瓦斯矿井火灾时期快速密封工作面的防爆方法的有益效果。
[0018]本专利技术的有益效果是：在巷道砌耐爆防火墙的同时，向进风、回风巷敷设注氮气管道，一方面对火区的气体进行了惰化，另一方面降低了回风流温度，为回风巷工作人员提供了适宜的工作环境，提高了工作效率；同时进风巷密闭内布设了耗氧装置和金属通风管道，既保持了工作面正常供风的需要，也降低了风流中的氧气浓度，降低了瓦斯爆炸的可能，加快了火区熄灭速度；本专利技术相对于传统方法进一步降低了瓦斯爆炸的可能性，延长了瓦斯爆炸的时间，一定程度上保证了耐爆防火墙的密闭性，减少了向工作面的漏风；同时，在密闭后，根据观测管检测的情况，向巷道内注入惰性气体，形成了均压灭火，加快了火区熄灭的速度。
附图说明
[0019]图1为本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高瓦斯矿井火灾时期快速密封工作面的防爆方法，其特征在于：包括耐爆防火墙、注惰气管道、耗氧装置；所述耐爆防火墙包括气体成分监测管、排水管、金属通风管和金属防爆盖；所述的金属通风管一端与密闭内的耗氧装置相连，用于向密闭内通风，同时也保证了火区上风侧不致发生瓦斯超限聚积，又能在一定程度上控制火势发展，从而给回风侧防火墙的构筑提供一个相对有利的条件；所述的检测管，用于监测耐爆防火墙内的气体成分和压力，以便后期更好了解墙内状况，便于后期启封；所述的排水管，布设于耐爆防火墙底部，用于及时排除密闭墙后的水；同时管道一部分做成一段“U”形管以作为底部的密封，防治漏风；所述的金属防爆盖位于大直径管道之上，具有防治爆炸，抗冲击波作用，适用于快速封堵有瓦斯爆炸危险性火区、瓦斯巷道等。2.根据权利要求1所述的一种高瓦斯矿井火灾时期快速密封工作面的防爆方法，其特征在于：所述的注惰气管道位于耐爆防火墙下端，用于向火区注入惰性气体，用于惰化火区气体，保证其在封闭过程中不会发生爆炸，同时也可以降低回风流气体温度为工作人员创造良好工作环境。3.根据权利要求1所述的一种高瓦斯矿井火灾时期快速密封工作面的防爆方法，其特征在于：所述的耗氧装置，包括单向流量阀、耗氧剂、通风管道，同时装置位于密闭墙内用于降低进风流中的氧气，降低瓦斯爆炸和火区发展的时间，同时为快速窒息火区；所述的单向流量阀，用于使得管道气体单向流动；所述耗氧剂位于一个与管道相连的腔体中，当空气流过时，会降低风流中的氧气浓度，以便更好防爆；所述通风管道与大直径通风管道、耗氧剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：张春，王文熠，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：