一種用于突出煤巷的無氧抗突綠色安全高效掘進技術的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及采礦安全技術領域，特別是指一種用于突出煤巷的無氧抗突綠色安全尚效掘進技術。
【背景技術】
[0002]煤炭是我國最主要的一次能源，占我國一次能源消費總量的70%以上，隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)快速增長，對煤炭的需求也將保持快速增長。我國煤層瓦斯含量普遍較高，據(jù)統(tǒng)計，全國約50%以上的礦井為高瓦斯礦井，其中44%為突出礦井，因此突出礦井煤巷的安全掘進對安全生產(chǎn)具有極為重要的意義。
[0003]目前有突出危險的煤巷掘進時，必須采取“四位一體”局部防突措施，雖然在一定程度上對預防局部煤與瓦斯突出有積極的效果，但是增加了掘進的成本，還降低了生產(chǎn)效率。鑒于當前的煤炭行業(yè)形勢，多數(shù)煤炭企業(yè)處于虧損的邊緣，高瓦斯和突出礦井尤為明顯，掘進成本居高不下。煤與瓦斯突出事故一旦發(fā)生，危害性極大，突出的瓦斯氣體可引起火災、爆炸等危害，造成人員窒息；突出的煤巖造成傷人；產(chǎn)生動力破壞，摧毀巷道和采掘設施，事故一旦發(fā)生，往往造成大量的人員傷亡和巨大的經(jīng)濟損失。
[0004]因此，突出煤巷掘進實現(xiàn)本質安全、低成本、高效率是十分必要的。但是，縱觀國內(nèi)外不同高瓦斯和突出礦區(qū)的煤巷掘進工藝，都還沒有做到掘進的本質安全，有少部分礦井采用物聯(lián)網(wǎng)傳感器技術實現(xiàn)無人掘進工作面，但應用效果不佳，主要是一些精細化的掘進工藝無法很好的完成，諸如臨時支護、安裝錨桿等等，并且使用和維護成本很高；大部分礦井還是按照傳統(tǒng)掘進工藝，不僅成本高、效率低，而且煤與瓦斯突出事故不斷發(fā)生，造成了大量的人員傷亡和經(jīng)濟損失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種用于突出煤巷的無氧抗突綠色安全高效掘進技術，解決突出煤巷的安全掘進難題。
[0006]該技術包括突出預測預報技術，本安掘進裝備、本安運輸裝備、有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)、動態(tài)變頻抽放系統(tǒng)、惰性氣體阻隔技術和事故應急救援；
[0007]其中，突出預測預報技術能夠判斷瓦斯突出類型，給出時間與突出過程的相互關系，計算突出過程中釋放的能量和做功大小，預測突出發(fā)生時間及其危險程度；
[0008]本安掘進設備包括安全工作艙、本安掘進機和支護設備，安全工作艙和支護設備裝配在本安掘進機上，井下人員在安全工作艙內(nèi)操縱本安掘進機和支護設備完成掘進工作，煤通過皮帶運輸機運輸?shù)矫簜}，煤倉通往運輸上山，該設備能夠完成落煤、裝煤、支護等掘進工藝，一旦發(fā)生煤與瓦斯突出事故，還能防止人員瓦斯窒息和煤巖傷人，保護作業(yè)人員生命安全；
[0009]本安運輸設備包括安全工作艙和膠輪車兩部分，安全工作艙裝配在膠輪車上，作業(yè)人員、司機和材料在安全艙內(nèi)，正常生產(chǎn)時，能夠實現(xiàn)材料運輸和人員進出，突出事故發(fā)生時，能夠防止人員瓦斯窒息和突出的煤巖傷人；
[0010]有害氣體檢測系統(tǒng)能夠監(jiān)測溫度、壓力、氣體濃度等參數(shù)，對于瓦斯氣體濃度超過安全閾值，實現(xiàn)報警功能，同時向動態(tài)變頻抽放系統(tǒng)發(fā)出信號，傳輸氣體濃度參數(shù)；
[0011]動態(tài)變頻抽放一旦接受到監(jiān)測系統(tǒng)信號，立即啟停，根據(jù)瓦斯?jié)舛缺O(jiān)測值，變頻器會自動調(diào)節(jié)，選用合適的運行工況，實現(xiàn)動態(tài)變頻抽放，達到有效、節(jié)能、環(huán)保的目的；
[0012]惰性氣體阻隔技術包括工作面封閉和惰性氣體制取兩部分，工作面封閉采用軟硬相結合的方式，軟封采用氮氣幕，硬封采用風門，氮氣由進風上山除設置的制氮硐室的制氮機制取，通過注氮管路，注入到掘進工作面內(nèi)，制氮系統(tǒng)根據(jù)抽放量的大小，實現(xiàn)自動啟停，并能夠動態(tài)調(diào)節(jié)，使掘進面處于無氧狀態(tài)，防止突出后瓦斯燃燒、爆炸等事故的發(fā)生；
[0013]事故應急救援針對特大型煤與瓦斯突出事故，實現(xiàn)快速、及時、有效的事故救援。
[0014]有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)、動態(tài)變頻抽放系統(tǒng)和惰性氣體阻隔技術聯(lián)合作業(yè)，在掘進工作面布置傳感器和監(jiān)測管線，進行有害氣體監(jiān)測，同時布置抽放管路實現(xiàn)瓦斯動態(tài)調(diào)頻抽放。掘進工作面的氣體從外向內(nèi)按照N2帶、N 2-014帶、CH 4-N2帶、CH 4帶分布。
[0015]本發(fā)明的上述技術方案的有益效果如下:
[0016]該技術可以避免瓦斯窒息、火災、爆炸災害的發(fā)生，防止煤巖流傷人，保障了人員生命安全和設備安全，減少瓦斯的大氣排放，做到了綠色環(huán)保，不但提高了生產(chǎn)效率，而且還降低了生產(chǎn)成本，增加了企業(yè)的經(jīng)濟效益?？傊?，無氧抗突綠色安全高效掘進技術顛覆了傳統(tǒng)突出煤巷掘進工藝，彌補了傳統(tǒng)掘進技術的不足，實現(xiàn)了安全、綠色、高效掘進。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的用于突出煤巷的無氧抗突綠色安全高效掘進技術的巷道平面布置不意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明掘進巷道掘進工作面的氣體分布示意圖。
[0019]其中:1-運輸上山；2_進風上山；3_煤倉；4-傳感器；5-監(jiān)測管線；6-皮帶運輸機；7_掘進工作面；8_本安掘進機；9_抽放管路；10_制氮硐室；11_軟封；12_注氮管路；13-隊帶；H-N2-CH4帶；15-CH4-N2S ;16_CH4帶。
【具體實施方式】
[0020]為使本發(fā)明要解決的技術問題、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例進行詳細描述。
[0021]本發(fā)明提供一種用于突出煤巷的無氧抗突綠色安全高效掘進技術，該技術包括突出預測預報技術，本安掘進裝備、本安運輸裝備、有害氣體監(jiān)測系統(tǒng)、動態(tài)變頻抽放系統(tǒng)、惰性氣體阻隔技術和事故應急救援；突出預測預報技術用于判斷瓦斯突出類型，預測突出發(fā)生時間及其危險程度；本安掘進設備用于完成掘進工藝；生產(chǎn)過程中的材料和人員由本安運輸設備進行輸送；有害氣體檢測系統(tǒng)用于監(jiān)測煤巷內(nèi)溫度、壓力、氣體濃度，對于瓦斯氣體濃度超過安全閾值，實現(xiàn)報警功能，同時向動態(tài)變頻抽放系統(tǒng)發(fā)出信號，傳輸氣體濃度