一種煤層深孔注氮防火方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于煤層防火技術領域，具體涉及一種煤層深孔注氮防火方法。
【背景技術】
[0002]目前煤層中防火使用的是涂抹防火材料，或者使用滅火器等裝置，防備火災的發(fā)生。煤層中的壓裂使用的是注水壓裂，即將水注入到煤層中，促使煤層結構松散，方便煤礦資源的開采，但是在注水的過程中煤層中的瓦斯氣體會在壓力的水壓下溶解在水中、或附著在水霧當中，從而很難從巷道中排出，這樣就會形成火災隱患，當煤礦中溫度升高或者其他情況時，會引發(fā)火災，造成巨大的經濟損失。
[0003]氮氣是一種惰性氣體，可以用來滅火，并且容易制得。因此將氮氣壓進煤層中，排出煤層中的瓦斯氣體，然后通過巷道的通風口將瓦斯氣體排出煤礦，從而實現煤礦防火，并且煤層進行注氮時，煤層也會在氮氣壓力的作用下，變得松散，方便煤礦的開采。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種煤層深孔注氮防火方法，解決了現有技術中存在的煤層坍塌之后煤層內部存在的瓦斯氣體釋放出來，給煤礦造成火災隱患的問題，利用氮氣對煤層進行保護，阻止了煤層的火患的發(fā)生。
[0005]本發(fā)明所采用的技術方案是，一種煤層深孔注氮防火方法，包括以下步驟:
[0006]步驟I，在煤層中鉆孔，得到注入孔，然后在注入孔的周圍相對應的鉆孔，得到至少2個排出孔；鉆孔的深度為12-24m，孔徑為32_50mm，且孔與豎直面的夾角為26-42°，注入孔和其周圍的排出孔之間的距離為5-10m ;
[0007]步驟2，向步驟I中所述的注入孔中注入氮氣；注入氮氣的壓力為0.05-0.4MPa，注入氮氣時的溫度為5-10°C ；
[0008]步驟3，測量注入孔的排出孔的壓力為0.003-0.0lMPa之間時，停止注氮，即完成了煤層深孔注氮防火工藝。
[0009]本發(fā)明的特點還在于，
[0010]其中步驟I中的注入孔為至少兩個或者兩個以上，且相鄰的兩個注入孔之間的距離為 15-30m。
[0011]其中步驟I中的注入孔和排出孔內設置有封孔管，封孔管插入注入孔或排出孔內部，用于傳輸氮氣。
[0012]其中注入孔外設置有檢測氮氣氣壓的壓力表，控制氮氣輸送的控制閥。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，通過在煤層內部打孔，然后向煤層內部通入惰性氣體氮氣，氮氣將煤層內部存在的瓦斯氣體逼出到煤礦巷道內，然后通過巷道的通風口將瓦斯氣體排出。這樣做能夠將煤層內部存在的瓦斯氣體排出煤礦內部，并且因為使用的是氮氣進行壓裂，因為氮氣是惰性氣體，且能夠用于滅火，因此能夠減少煤礦的火災問題，并且阻止煤層火患的發(fā)生。
【具體實施方式】
[0014]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0015]本發(fā)明提供了一種煤層深孔注氮防火方法，包括以下步驟:
[0016]步驟1，在煤層中先鉆至少兩個的注入孔，相鄰兩個注入孔之間的距離為15-30m，在一個注入孔的周圍鉆至少兩個排出孔，排出孔與注入孔之間的距離為5-10m，且相鄰兩個排出孔之間的距離不小于1m ;注入孔和排出孔的深度為12-24m，孔徑為32_50mm，并且注入孔或排出孔與豎直面的夾角為26-42°。
[0017]步驟2，向步驟I中鉆的注入孔中注入氮氣，注入氮氣的壓力為0.05-0.4MPa，注入氮氣的溫度為5-10 °C。
[0018]步驟3，檢測到排出孔處的氣壓為0.003-0.0lMPa之間時，停止注氮，此時即完成了煤層深孔注氮防火工藝。
[0019]使用本發(fā)明一種煤層深孔注氮防火方法，能夠使氮氣充滿整個煤層，并且氮氣能夠將煤層內部的瓦斯氣體逼出來，瓦斯氣體進入到煤礦的巷道內，然后通過巷道的通風口排出，減少了煤礦火患的發(fā)生，并且氮氣具有滅火的功能。當煤層內充滿氮氣時，煤層的結構會因為內部氣體壓力的作用變得脆弱，能夠方便綜掘機進行采煤等作業(yè)。
[0020]本發(fā)明一種煤層深孔注氮防火方法的具體實施例如下:
[0021]實施例一
[0022]在煤層的中間位置鉆一個注入孔a，注入孔a的兩側相距15m的位置再分別鉆注入孔b和注入孔c，其中注入孔a、注入孔b、注入孔c的鉆孔深度為24m，且鉆孔孔徑為50mm，注入孔與豎直面的夾角為26°，并且在三個注入孔的內部安裝封孔管，封孔管安裝在注入孔的邊緣側，有利于氮氣向煤層更深處擴散，封孔管的長度為Im ;三個注入孔外連接壓力表和控制閥門，并且接通氮氣總管，氮氣總管向注入孔中注入氮氣，控制閥門控制注入開關，壓力表檢測注入氮氣的壓力和溫度，注入氮氣的壓力控制為0.05MPa，溫度控制為10°C ;在注入孔a、注入孔b、注入孔c的周圍分別鉆至少兩個排出孔，且排出孔距離相應的注入孔的長度為30m，同一個注入孔的排出孔之間的距離為1m ;且排出孔的鉆孔深度為12m，鉆孔的孔徑為32mm，排出孔與豎直面的夾角為26°。
[0023]使用氮氣總管向3個注入孔內注入氮氣，然后使用壓力表測量所有排出孔處的壓力，當所有排出孔的壓力為0.003MPa時，停止注氮。此時即完成了煤層的深孔注氮防火工序。
[0024]實施例二
[0025]在煤層的中間位置鉆一個注入孔a，注入孔a的兩側相距30m的位置再分別鉆注入孔b和注入孔c，其中注入孔a、注入孔b、注入孔c的鉆孔深度為24m，且鉆孔孔徑為50mm，注入孔與豎直面的夾角為42°，并且在三個注入孔的內部安裝封孔管，封孔管安裝在注入孔的邊緣側，有利于氮氣向煤層更深處擴散，封孔管的長度為5m ;三個注入孔外連接壓力表和控制閥門，并且接通氮氣總管，氮氣總管向注入孔中注入氮氣，控制閥門控制注入開關，壓力表檢測注入氮氣的壓力和溫度，注入氮氣的壓力控制為0.4MPa，溫度控制為5°C ;在注入孔a、注入孔b、注入孔c的周圍分別鉆至少兩個排出孔，且排出孔距離相應的注入孔的長度為15m，同一個注入孔的排出孔之間的距離為12m ;且排出孔的鉆孔深度為24m，鉆孔的孔徑為50mm，排出孔與豎直面的夾角為42°。
[0026]使用氮氣總管向3個注入孔內注入氮氣，然后使用壓力表測量所有排出孔處的壓力，當所有排出孔的壓力為0.0lMPa時，停止注氮。此時即完成了煤層的深孔注氮防火工序。
[0027]實施例三
[0028]在煤層的中間位置鉆一個注入孔a，注入孔a的兩側相距20m的位置再分別鉆注入孔b和注入孔C，其中注入孔a、注入孔b、注入孔c的鉆孔深度為20m，且鉆孔孔徑為40mm，注入孔與豎直面的夾角為30°，并且在三個注入孔的內部安裝封孔管，封孔管安裝在注入孔的邊緣側，有利于氮氣向煤層更深處擴散，封孔管的長度為Sm ;三個注入孔外連接壓力表和控制閥門，并且接通氮氣總管，氮氣總管向注入孔中注入氮氣，控制閥門控制注入開關，壓力表檢測注入氮氣的壓力和溫度，注入氮氣的壓力控制為0.2MPa，溫度控制為7V;在注入孔a、注入孔b、注入孔c的周圍分別鉆至少兩個排出孔，且排出孔距離相應的注入孔的長度為20m，同一個注入孔的排出孔之間的距離為15m ;且排出孔的鉆孔深度為20m，鉆孔的孔徑為42mm，排出孔與豎直面的夾角為33°。
[0029]使用氮氣總管向3個注入孔內注入氮氣，然后使用壓力表測量所有排出孔處的壓力，當所有排出孔的壓力為0.006MPa時，停止注氮。此時即完成了煤層的深孔注氮防火工序。
[0030]實施例四
[0031 ] 在煤層的中間位置鉆一個注入孔a，注入孔a的兩側相距26m的位置再分別鉆注入孔b和注入孔c，其中注入孔a、注入孔b、注入孔c的鉆孔深度為23m，且鉆孔孔徑為45mm，注入孔與豎直面的夾角為34°，并且在三個注入孔的內部安裝封孔管，封孔管安裝在注入孔的邊緣側，有利于氮氣向煤層更深處擴散，封孔管的長度為5m ;三個注入孔外連接壓力表和控制閥門，并且接通氮氣總管，氮氣總管向注入孔中注入氮氣，控制閥門控制注入開關，壓力表檢測注入氮氣的壓力和溫度，注入氮氣的壓力控制為0.35MPa，溫度控制為6°C;在注入孔a、注入孔b、注入孔c的周圍分別鉆至少兩個排出孔，且排出孔距離相應的注入孔的長度為22m，同一個注入孔的排出孔之間的距離為Ilm ;且排出孔的鉆孔深度為18m，鉆孔的孔徑為40mm，排出孔與豎直面的夾角為29°。
[0032]使用氮氣總管向3個注入孔內注入氮氣，然后使用壓力表測量所有排出孔處的壓力，當所有排出孔的壓力為0.0OSMPa時，停止注氮。此時即完成了煤層的深孔注氮防火工序。
【主權項】
1.一種煤層深孔注氮防火方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟1，在煤層中鉆孔，得到注入孔，然后在注入孔的周圍相對應的鉆孔，得到至少2個排出孔；鉆孔的深度為12-24m，孔徑為32-50mm，且孔與豎直面的夾角為26-42°，注入孔和其周圍的排出孔之間的距離為5-10m ； 步驟2，向步驟I中所述的注入孔中注入氮氣；注入氮氣的壓力為0.05-0.4MPa，注入氮氣時的溫度為5-10°C ; 步驟3，測量注入孔的排出孔的壓力為0.003-0.0lMPa之間時，停止注氮，即完成了煤層深孔注氮防火工藝。2.根據權利要求1所述的一種煤層深孔注氮防火方法，其特征在于，所述步驟I中的注入孔為至少兩個或者兩個以上，且相鄰的兩個注入孔之間的距離為15-30m。3.根據權利要求1-2所述的任意一種煤層深孔注氮防火方法，其特征在于，所述步驟I中的注入孔和排出孔內設置有封孔管，封孔管插入注入孔或排出孔內部，用于傳輸氮氣。4.根據權利要求1-3所述的任意一種煤層深孔注氮防火方法，其特征在于，所述注入孔外設置有檢測氮氣氣壓的壓力表，控制氮氣輸送的控制閥。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤層深孔注氮防火方法包括煤層內部鉆注入孔和排出孔，然后向注入孔內注入氮氣，并且在排出孔檢測煤層內部的氣壓。使用本發(fā)明提供的煤層深孔注氮防火方法，能夠將煤層中存在的瓦斯氣體排出，然后通過巷道內設置的通風口將瓦斯氣體排出，并且利用氮氣對煤層進行保護，阻止了煤層火患的發(fā)生。
【IPC分類】E21F5/00, E21F7/00
【公開號】CN105041368
【申請?zhí)枴緾N201510408087
【發(fā)明人】張軍生, 張穎, 鞏軍良, 張辰
【申請人】陜西納通機械科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月13日