高硫化氢煤层巷道掘进超前注碱工艺及碱液配方

摘要

本发明涉及一种高硫化氢煤层巷道掘进时的硫化氢治理工艺，尤其是巷道掘进前超前注碱液的主动防护措施及碱液配方，目的是减少煤巷掘进时硫化氢的涌出量、提高施工安全性，属于含硫化氢煤层开采技术领域。目前采用的加大通风、喷射水雾及撒石灰粉等属于被动式防护，可靠性较差且对从业人员产生健康危害；而主动式注碱治理硫化氢技术在工艺、碱液配方等方面还不成熟。本发明目的在于通过煤层预先注碱工艺治理煤层巷道掘进过程中的硫化氢超标问题，碱液配方为1％的碳酸钠、0.1％十二烷基苯磺酸钠以及0.1％次氯酸钠。本发明涉及的注碱工艺及流程，能确保掘进巷道周围形成一定距离的、碱液润湿的安全帷幕，减少掘进时硫化氢的涌出量。

主权项

一种高硫化氢煤层巷道掘进超前注碱工艺，其特征在于：1)为确保掘进工作面注碱后，湿润的煤体形成完整严实的帷幕，建立注碱效率模型，其中K为注浆效率，n为注碱孔数量，α为外倾角度，根据注碱效率模型、经济性及煤层渗透性，确定最优注碱孔数量、布置位置及倾斜角度；2)一般煤层巷道(断面面积10至16m²)可取8个注碱孔，沿工作面边缘分三层布置，底层和层各3个，钻孔方向相对井筒轴线外斜6°角；3)每一个注碱开挖循环中，沿轴向方向注碱30m，然后开挖20m，确保掘进面前方至少有10m厚的注碱安全距离，接着在停挖面上喷射混凝土止浆墙，开始下一个注碱开挖循环；4)注碱采用分段上行式注碱方式，一次性钻孔到注碱终深，使用止浆塞进行自下而上的分段注碱，分3段、每段10m进行，即先注距离止浆墙20‑30m段，然后调整止浆塞注10‑20m段，最后注0‑10m段；5)注碱完成后可进行巷道掘进，在掘进全过程中使用硫化氢在线监测，除煤层预注碱技术外，根据开挖时硫化氢的浓度，还可以配合使用加强通风、喷射水幕等措施。