[发明专利]含硫化氢煤层的顶底板治理开采工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种含硫化氢煤层的顶底板治理的开采工艺，属于含硫化氢煤层开采技术领域。

背景技术

硫化氢是剧毒气体，而煤体对硫化氢的吸附量是瓦斯的90倍左右，部分矿井的煤层中因含有硫化氢气体，致使工人生命受到威胁，有的甚至丧命，有的造成矿井停产，或部分煤层放弃开采，丢弃宝贵资源的现象。常规的治理方法就是直接在巷道两帮和工作面向煤体中注入碱性溶液，以达和硫化氢产生反应生成盐类物质，从而将硫化氢的含量降低到标注值以下，有利于开采。

煤层含硫化氢的成因主要有三类：生物成因、热化学成因、火山喷发，其中起到重要作用的是前两个成因。因为膏体矿物和含烃类煤体发生的不论是微生物还原硫酸盐，还是硫酸盐热化学还原反应都促使硫化氢的产生。而在煤体的顶底板岩层中，虽然含有膏体矿物，但因缺乏烃类煤体，所以硫化氢含量极低，这为防治和开采含硫化氢煤层提供了一个避让危险的安全场所。

现有的含硫化氢煤层的治理方式，多为在煤层中直接开拓巷道，在硫化氢气体不断涌出的巷道中施工，工人背负沉重的防护设备，劳动效率下降，而且巷道中的机电设备也要受到硫化氢气体的腐蚀，能效下降。另外，直接在煤层中施工钻孔，从钻孔中涌出的硫化氢含量更高，危险性更大，并且封孔、注入高压碱溶液时，碱溶液在煤体中的扩散效果并不明显；在巷道中喷洒碱溶液，污染空气，对人员和设备都有不同程度的损伤；采用通过来治理硫化氢，效果差，有时根本没有效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述开采工艺的不足，提供一种含硫化氢煤层的顶底板治理的开采工艺，以便创造防护距离来对含硫化氢煤层进行治理，待硫化氢含量降低到规定值以下时，可以直接进行开采。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种含硫化氢煤层的顶底板治理的开采工艺，具体包括以下步骤：

1)根据硫化氢气体赋存机理，硫化氢主要是在煤层中赋存的，在煤层的顶板岩层或底板岩层中，含量甚微，因此，首先通过现场试验来检测顶板岩层和底板岩层中是否含有硫化氢气体。

2)若顶板岩层中含量过低，则可以在距离预采煤层5～10m的顶板岩层和底板岩层中的煤巷中布置一系列平行于煤层顶底板的措施巷道，这些巷道能够覆盖整个回采区段煤层。

3)在这些岩石巷道中布置一系列钻场，并在其中向煤层施工一系列能覆盖预采煤层的穿层钻孔；针对含硫化氢煤层的施工过程中，采用碱溶液密封方式来中和从煤屑中解吸的硫化氢气体，采用硫化氢治理专用钻孔施工完成后及时封孔，并向煤层内注入高压碱性溶液。

4)治理后，通过重新开孔，检测煤层中硫化氢含量，待达到安全值以下时，方可在经过治理的区域煤层内进行煤巷掘进，待形成回采工作面后进行开采；

5)在开采过程中要时时监测硫化氢气体的含量，在安全值范围内进行掘进和回采。

6)若检测出在顶板岩层或底板岩层中，硫化氢的含量超标，在增大距煤层顶板岩层或底板岩层的距离而进行硫化氢含量检测后，仍不能达标，则放弃这一技术的使用。

这套含硫化氢煤层的顶底板治理的开采工艺主要有以下特点：1)变直接接触硫化氢毒气的治理为在煤层的顶板岩层或底板岩层中开拓措施巷治理硫化氢；2)钻孔施工容易，覆盖范围大，钻孔的密度均匀可控，施工时可以采用水密封方式防止硫化氢气体涌出；3)从顶底板巷道的钻孔中向煤体中注入碱溶液时容易控制流量、注浆的频率，同时容易监测和监测硫化氢治理效果，从而达到最佳的治理效果。

该发明的有益效果在于：

1)首先避免了人体和机电设备直接受到硫化氢气体的危害，保护人身安全，保证了机电设备的良好运转；

2)在岩石巷道中布置一系列钻场，并施工措施钻孔，而后对煤层采用注入高压碱溶液进行硫化氢治理，保障了人和机电设备的安全，并提高了治理硫化氢的效率和效果，从而有效降低硫化氢的含量，达到开采的条件。

3)通过这一技术的实施开展，将有效解放一大批含硫化氢煤层的开采，有效的提高了资源的利用效率。

附图说明

图1是本发明实施例含H₂S煤层顶板治理H₂S专用措施巷道示意图。

图2是本发明实施例含H₂S煤层顶板治理H₂S专用措施巷道截面图。

图中标记说明：1、硫化氢治理措施巷道；2、煤层风巷；3、硫化氢治理专用钻孔；4、回风大巷；5、运输大巷；6、联络巷道；7、煤层机巷；8、顶板岩层；9、含硫化氢煤层；10、底板岩层；11、煤巷。