煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法与流程

本发明涉及采煤工作面低氧治理，具体而言，涉及一种煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法。

背景技术：

1、针对采煤工作面低氧问题，主要是通过井上下堵漏、导风帘引风、有害气体稀释、正压气体补给站、低氧预警系统、均压通风等方式进行治理。但对于浅埋深低瓦斯易自燃煤层群大采高采煤工作面，由于回采过程中的漏风及遗煤氧化问题，在应用传统的低氧治理技术存在以下问题，第一，传统的低氧治理主要是通过减少工作面向采空区漏风，降低采空区氧气损耗，达到治理低氧的目的。在对浅埋深大采高采煤工作面应用过程中发现，由于漏风通道演变复杂且不具有规律性，传统方式在低氧治理难以取得有效效果；第二，风流流经大采高采煤工作面时，由于工作面设备空间影响，导致风流流场呈现局部涡流形式，传统的低氧治理技术未考虑局部涡流的影响，难以解决受此影响区域的低氧问题；第三，传统的低氧治理技术未对低氧问题进行系统的研究，治理方式多而杂，治理效果难以达到要求。

技术实现思路

1、本发明提供了一种煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，以解决现有技术中煤层群大采高采煤工作面的低氧问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，包括：s1：检测综采工作面回采期间气体的氧气浓度，判断气体是否为低氧气体，并确定综采工作面中低氧气体所处的低氧区域；s2：判断低氧气体的产生来源；s3：确定低氧气体的涌出动力；s4：根据低氧气体的产生来源对抽排系统进行安装，根据低氧气体的涌出动力对抽排系统进行选型，通过抽排系统将低氧区域中的低氧气体排放至总回风巷，直至达到低氧区域中预设的低氧气体的浓度；s5：通过测定综采工作面中不同抽采深度的排放效果，确定合适的抽采深度。

3、进一步地，当检测的气体的氧气浓度小于等于18％时为低氧气体，s1包括：若在综采工作面中的回风顺槽5～6m范围内至回风隅角处，检测的氧气浓度在3～16％之间，则判定回风隅角处为低氧区域；若在回风隅角处向刮板输煤机的机头侧延伸4～8m，且在支架尾梁与掩护梁铰接处向回风顺槽方向延伸2～4m处，检测的氧气浓度在16～18％之间，则判定刮板输煤机的机尾或刮板输煤机的机头处为低氧区域；若在采煤工作面处检测的氧气浓度在12～18％之间，则判定为采煤工作面为低氧区域。

4、进一步地，s2包括：利用理论分析、现场考察、实验测定及开采煤层瓦斯参数测定和煤自燃倾向性鉴定，判断低氧气体处于本煤层或邻近煤层。

5、进一步地，s4包括：低氧气体的涌出动力为综采工作面的漏风量及漏风通道的漏风量；通过测定综采工作面的进回风量、综采工作面的进回风静压、综采工作面的温度和湿度及相邻综采工作面的压差，判断综采工作面的漏风量；根据sf6示踪法对漏风通道是否存在进行测定；抽排系统的抽排量大于综采工作面的漏风量和漏风通道的漏风量。

6、进一步地，抽排系统包括抽排设备和供排水设备，供排水设备和抽排设备连通，通过抽排设备将低氧区域中的低氧气体抽出至总回风巷，供排水设备用于为抽排设备降温。

7、进一步地，抽排设备包括：两个抽排泵、两个气水分离器、低氧排放管、低氧抽放管和控制部，两个气水分离器分别和两个抽排泵的排放口连通，两个气水分离器的出气口和低氧排放管的一端均连通，两个抽排泵的抽排口和低氧抽放管的一端均连通，低氧排放管的另一端和低氧抽放管的另一端连通，低氧排放管的另一端和低氧抽放管的另一端和总回风巷连通，两个抽排泵、两个气水分离器和控制部均电连接，控制部控制两个抽排泵、两个气水分离器的打开或关闭。

8、进一步地，供排水设备包括循环清水池、循环污水池、供水管、排水管、清水池泵和污水池泵，两个抽排泵的进水口和供水管的一端均连通，供水管的另一端和循环清水池连通，两个气水分离器的排水口和排水管的一端均连通，排水管的另一端和循环污水池连通，清水池泵和循环清水池的出水口连通，污水池泵和循环污水池的出水口连通，控制部和清水池泵、污水池泵均电连接，控制部控制清水池泵、污水池泵的打开或关闭。

9、进一步地，抽排系统还包括甲烷传感器、一氧化碳传感器和氧气传感器，甲烷传感器用于检测从低氧排放管排出的甲烷气体的含量，一氧化碳传感器用于检测从低氧排放管排出的一氧化碳气体的含量，氧气传感器用于检测从低氧排放管排出的氧气的含量。

10、进一步地，s5包括：

11、预设多根低氧抽放管，多根低氧抽放管可依次连通地设置，随综采工作面的推进，将低氧抽放管逐步深入采空区，从而测定不同抽采深度的排放效果，确定合适的抽采深度。

12、进一步地，抽排系统还包括负压骨架风筒，负压骨架风筒和低氧抽放管连接。

13、应用本发明的技术方案，提供了一种煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，包括：s1：检测综采工作面回采期间气体的氧气浓度，判断气体是否为低氧气体，并确定综采工作面中低氧气体所处的低氧区域；s2：判断低氧气体的产生来源；s3：确定低氧气体的涌出动力；s4：根据低氧气体的产生来源对抽排系统进行安装，根据低氧气体的涌出动力对抽排系统进行选型，通过抽排系统将低氧区域中的低氧气体排放至总回风巷，直至达到低氧区域中预设的低氧气体的浓度；s5：通过测定综采工作面中不同抽采深度的排放效果，确定合适的抽采深度。采用该方案，首先判断气体是否为低氧气体，并确定综采工作面中低氧气体所处的低氧区域，然后判断低氧气体的来源，随后可以根据低氧气体的产生来源对抽排系统进行安装，根据低氧气体的涌出动力对抽排系统进行选型，安装完抽排系统后，将低氧区域中的低氧气体排放至总回风巷，抽出的低氧气体使低氧区域的压力降低，迫使氧气浓度高的新鲜风流流入低氧区域，从而提高低氧区域的氧气浓度，达到治理低氧的目的，最后，通过测定综采工作面中不同抽采深度的排放效果，从而确定合适的抽采深度。利用本方案的技术方法，能够有效解决现有技术中对煤层群大采高采煤工作面的低氧问题。

技术特征：

1.一种煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，其特征在于，当检测的所述气体的氧气浓度小于等于18％时为所述低氧气体，s1包括：

3.根据权利要求1所述的煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，其特征在于，s2包括：

4.根据权利要求1所述的煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，其特征在于，所述抽排系统(10)包括抽排设备(11)和供排水设备(12)，所述供排水设备(12)和所述抽排设备(11)连通，通过所述抽排设备(11)将所述低氧区域中的所述低氧气体抽出至所述总回风巷(20)，所述供排水设备(12)用于为所述抽排设备(11)降温。

6.根据权利要求5所述的煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，其特征在于，所述抽排设备(11)包括：两个抽排泵(111)、两个气水分离器(112)、低氧排放管(113)、低氧抽放管(114)和控制部(115)，两个所述气水分离器(112)分别和两个所述抽排泵(111)的排放口连通，两个所述气水分离器(112)的出气口和所述低氧排放管(113)的一端均连通，两个所述抽排泵(111)的抽排口和所述低氧抽放管(114)的一端均连通，所述低氧排放管(113)的另一端和所述低氧抽放管(114)的另一端连通，所述低氧排放管(113)的另一端和所述低氧抽放管(114)的另一端和所述总回风巷(20)连通，两个所述抽排泵(111)、两个所述气水分离器(112)和所述控制部(115)均电连接，所述控制部(115)控制两个所述抽排泵(111)、两个所述气水分离器(112)的打开或关闭。

7.根据权利要求6所述的煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，其特征在于，所述供排水设备(12)包括循环清水池(121)、循环污水池(122)、供水管(123)、排水管(124)、清水池泵(125)和污水池泵(126)，两个所述抽排泵(111)的进水口和所述供水管(123)的一端均连通，所述供水管(123)的另一端和所述循环清水池(121)连通，两个所述气水分离器(112)的排水口和所述排水管(124)的一端均连通，所述排水管(124)的另一端和所述循环污水池(122)连通，所述清水池泵(125)和所述循环清水池(121)的出水口连通，所述污水池泵(126)和所述循环污水池(122)的出水口连通，所述控制部(115)和所述清水池泵(125)、所述污水池泵(126)均电连接，所述控制部(115)控制所述清水池泵(125)、所述污水池泵(126)的打开或关闭。

8.根据权利要求7所述的煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，其特征在于，所述抽排系统(10)还包括甲烷传感器、一氧化碳传感器和氧气传感器，所述甲烷传感器用于检测从所述低氧排放管(113)排出的甲烷气体的含量，所述一氧化碳传感器用于检测从所述低氧排放管(113)排出的一氧化碳气体的含量，所述氧气传感器用于检测从所述低氧排放管(113)排出的氧气的含量。

9.根据权利要求6所述的煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，其特征在于，s5包括：

10.根据权利要求8所述的煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，其特征在于，所述抽排系统(10)还包括负压骨架风筒(55)，所述负压骨架风筒(55)和所述低氧抽放管(114)连接。

技术总结
本发明提供了一种煤层群大采高采煤工作面抽排治理低氧技术方法，包括：S1：检测综采工作面回采期间气体的氧气浓度，判断气体是否为低氧气体，并确定综采工作面中低氧气体所处的低氧区域；S2：判断低氧气体的产生来源；S3：确定低氧气体的涌出动力；S4：根据低氧气体的产生来源对抽排系统进行安装，根据低氧气体的涌出动力对抽排系统进行选型，通过抽排系统将低氧区域中的低氧气体排放至总回风巷，直至达到低氧区域中预设的低氧气体的浓度；S5：通过测定综采工作面中不同抽采深度的排放效果，确定合适的抽采深度。通过本发明提供的技术方案，能够解决现有技术中煤层群大采高采煤工作面的低氧问题。

技术研发人员：迟国铭,秦清河,周海丰,于永宁,孙祺钰,韩文杰,张虎
受保护的技术使用者：国能神东煤炭集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13