[发明专利]一种快速去除高硫煤矿井下硫化氢气体的药剂及设备

说明书

 

技术领域

本发明属于煤矿生产安全领域，旨在解决高硫煤矿井下硫化氢突出的问题，以确保煤矿的安全生产。

 

背景技术

煤矿开采尤其是高含硫煤矿的开采过程中，随瓦斯突出或矿井水突然涌出产生大量的硫化氢(H₂S)气体，H₂S是一种剧毒的可燃气体，无色，带有臭鸡蛋气味，其密度是空气的1.19倍，极易溶于水形成氢硫酸，其在水中的溶解度是CO₂ 的2.7倍，是CH₄ 的93倍多。H₂S既是一种刺激性气体，也是一种腐蚀性的气体。H₂S浓度在0.4mg/m³时，人能明显嗅到其臭味；70～150 mg/m³时，吸入数分钟即发生嗅觉疲劳而闻不到臭味，浓度越高嗅觉疲劳越快，越容易使人丧失警惕；超过760 mg/m³时，短时间内即可发生肺水肿、支气管炎、肺炎，可能引起生命危险；超过1000 mg/m³，可致人电击样死亡。据统计，H₂S中毒的人数在我国居中毒发病人数的第4位，死亡人数居第2位。同时，H₂S对金属材料的腐蚀性也会危及设备安全。

H₂S是煤矿有毒有害气体之一，但H₂S的存在远不如甲烷(CH₄)普遍，目前大部分矿井没有出现H₂S气体或H₂S含量很低，不影响矿井的安全生产，因此，对H₂S的防治研究深度及广度远不及对CH₄的研究。原苏联马凯耶夫煤矿安全研究院于20世纪50年代初即开始对顿巴斯矿区一些煤矿中出现的H₂S进行研究，在防治方面建立了一些措施。中国于1958年开始对新疆西山煤矿的H₂S进行研究和治理；1966年对鹤壁矿务局四矿的H₂S进行了研究和治理，都取得了较好的效果。目前国内外的主要防治措施有增加通风量和喷洒碱性溶液。

上述治理方法一般用于低浓度H₂S的治理，对于解决高硫煤矿井下H₂S的突出问题具有很大的应用限制，目前尚未有针对矿井下突出H₂S气体治理的相关报道，因此煤矿H₂S突出的快速控制是当今很多矿井所面临的难题，开发一种快速去除矿井下硫化氢气体的方法对确保煤矿的安全高效生产具有十分重大的意义。

 

发明内容

本发明的目的是要开发出一种能够快速、高效吸收硫化氢气体的方法，主要包括药剂的配方和使用该药剂的设备。

本发明的技术方案为：一种快速去除高硫煤矿井下硫化氢气体的药剂，以碳酸钠为碱性吸收剂，其特征在于：还包括氯胺-T为催化氧化剂，按照碳酸钠质量分数0.15%~0.3%，氯胺-T质量分数为0.3%~0.5%配制成溶液。

本发明一种快速去除高硫煤矿井下硫化氢气体的设备，所述设备包括硫化氢传感器(1)、感应开关(2)、报警装置(3)及弥雾机(4)四部分；

所述弥雾机具有一感应开关控制其工作；

所述硫化氢传感器控制感应开关及报警装置的动作；

所述硫化氢传感器设置矿井下硫化氢的浓度限制，当浓度超过传感器设定的限制时，传感器启动报警装置自动报警并控制感应开关使弥雾机处于工作状态；当空气中硫化氢气体含量降低到安全浓度时，硫化氢传感器控制弥雾机停止工作；

所述弥雾机药箱内储存有如权利要求1所述的药剂。

进一步的，所述弥雾机(4)设有一备用药箱。备用药箱可以在机器发生故障时及时的进行修改和替换。

进一步的，所述弥雾机(4)的喷雾量为 2.5L/min；弥雾距离为15-20m。上述优选参数是根据高硫煤矿井下硫化氢气体的浓度、面积等做出的优选，将药剂分散成粒径极其微小的颗粒，使得药剂能迅速充分的与硫化氢气体发生反应而使硫化氢气体得以快速的清除。

本发明和现有技术相比所具有的有益效果在于：

（1）目前矿井中采取单一的碱液喷洒措施，利用酸性气体在碱液中较高的溶解度，如反应式（1）所示，硫化氢被碳酸钠溶液吸收生成HS^-。

                       式（1）