一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于煤礦開采安全領(lǐng)域，具體涉及一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法。本發(fā)明是在距離煤層底板1-1.5m處開挖進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷，根據(jù)采區(qū)條件，設(shè)計(jì)填充巷的開采寬度和沿空留巷的開采寬度，采用采煤機(jī)對充填巷進(jìn)行開采，每一層回采完后，立即在煤層上噴灑具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫，然后采用充填料漿對充填巷采空區(qū)進(jìn)行充填。本發(fā)明在開采過程中有效防止有害氣體對人員的侵害以及爆炸，而且防止充填材料固結(jié)后開裂降低強(qiáng)度，提高回采率，提高開采效率并廢物利用降低開采成本,尤其適用于較厚且硫化氫氣體溢出較多煤層。
【專利說明】一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦開采安全領(lǐng)域，具體涉及一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法。
【背景技術(shù)】
[0002]長期以來，煤炭資源的開采始終存在幾大問題:一是煤層開采中有大量有毒氣體，例如硫化氫并且易爆，二是地表沉降控制效果不理想，三是煤層采區(qū)回采率較低。
[0003]目前礦井去除硫化氫的主要手段有:建立獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)稀釋或抽放硫化氫、灌輸或噴灑硫化氫吸收溶液。第一種方式對于硫化氫含量較大的采空區(qū)效果不理想，第二種方式液體吸收劑注入距離短，噴灑受空間布局影響較大，液體不易在采空區(qū)縫隙中存留，容易流走，穩(wěn)定時間短，損失量大。
[0004]另外，控制地表沉降主要通過局部開采后充填固結(jié)材料，而目前部分開采采用充填巷和沿空留巷設(shè)置，但留巷開采寬度一般小于充填巷開采寬度，導(dǎo)致回采率低，并且目前充填材料多為水泥、矸石、粉煤灰、鎂粉(膨脹劑)等混合材料，由于大量應(yīng)用水泥其成本較高，并且充填材料固結(jié)后在地壓影響下容易開裂，地表沉降控制有限，尤其在建筑物及鐵道下仍會出現(xiàn)較大沉陷，嚴(yán)重影響礦區(qū)地表設(shè)施安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法，目的是在開采過程中有效防止有害氣體對人員的侵害以及爆炸，而且防止充填材料固結(jié)后開裂降低強(qiáng)度，提高回采率，提高開采效率并廢物利用降低開采成本，尤其適用于較厚且硫化氫氣體溢出較多煤層。
[0006]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案按照以下步驟進(jìn)行:
(1)在距離煤層底板1-1.5m處開挖進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷，所述的進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷平行設(shè)置，兩條巷道的一端與工作面相連，另一端分別與進(jìn)風(fēng)總巷和回風(fēng)總巷相連，在進(jìn)風(fēng)巷與進(jìn)風(fēng)總巷、回風(fēng)巷與回風(fēng)總巷的相連處布設(shè)聯(lián)絡(luò)巷，該聯(lián)絡(luò)巷與進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷垂直，并在聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)風(fēng)門，形成采區(qū)進(jìn)風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)；
(2)根據(jù)采區(qū)條件，設(shè)計(jì)填充巷的開采寬度和沿空留巷的開采寬度，其中填充巷的開采寬度大于沿空留巷的開采寬度，并優(yōu)選小于1.2倍沿空留巷的開采寬度；
(3)采用采煤機(jī)對充填巷進(jìn)行開采，將煤層沿走向劃分若干區(qū)段，每個區(qū)段根據(jù)厚度分若干層，由上至下分層回采，同一分層采用后退式回采，采煤機(jī)切割落礦，采用運(yùn)鏟機(jī)出礦；
(4)每一層回采完后，立即在煤層上噴灑具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫，所述的具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫由硫化氫堿性吸收劑、無機(jī)鹽阻化劑、復(fù)合發(fā)泡齊U、助劑和水組成；
然后采用充填料漿對充填巷采空區(qū)進(jìn)行充填，所述的充填料漿由礦渣、廢纖維、水玻璃、高嶺土、石膏和水構(gòu)成，其中配比為礦渣:460-500kg/m3、廢纖維:3_6kg/m3、水玻璃:0.2-0.6 kg/m3、高嶺土:0.6-1 kg/m3、石膏:20_60kg/m3、水:950-1100 kg/m3,料衆(zhòng)的24h強(qiáng)度≥2Mpa，28天最終強(qiáng)度≥18.6Mpa ；
在充填時，采用液壓泵將充填料漿泵入管道，并通過管道將礦渣充填料漿輸送至充填區(qū)域，直至完成對該充填層的充填；
(5)重復(fù)步驟(4)進(jìn)行下層開采、噴灑和充填，直至充填巷完全開采和充填完畢，當(dāng)所有充填巷開采并充填完畢，按照和步驟(3)相同的開采順序，采用掘進(jìn)機(jī)分層開采沿空留巷，每一層開采結(jié)束按照和步驟(4)方法進(jìn)行噴灑和充填，直至沿空留巷充填完畢。
[0007]所述的硫化氫堿性吸收劑占液體泡沫總質(zhì)量的0.5 — 60%,具體是碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈣、氧化鋅中的一種或多種以任意比例混合的混合物；所述的無機(jī)鹽阻化劑占液體泡沫總質(zhì)量的0.5 -60%，具體是氯化鎂、氯化鈣、氯化鋅、氯化鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鎂、硫酸鈉、硫酸鋅、硫酸鈣、溴化鉀、溴化鈣中的一種或多種以任意比例混合的混合物；所述的復(fù)合發(fā)泡劑為陰離子-非離子表面活性劑復(fù)配體系，占液體泡沫總質(zhì)量的0.1 - 35%，其中陰離子表面活性劑是脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、Φ -酯磺酸鈉、烷基磺基琥珀酸鈉、?；跬榛撬徕c、酰甲胺烷烴磺酸鈉、月桂酰胺乙基硫酸鈉、尿基亞甲基甲油酰胺、N-酰基-N烷基?；撬徕c、環(huán)氧乙烷加成數(shù)為2-4的月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉、含10-14個碳原子的烷基苯磺酸鈉、含14-16個碳原子的a-烯烴磺酸鈉、含12-18個碳原子的烷基硫酸鈉、脂肪醇醚磺基琥珀酸酯二鈉鹽中的一種或多種以任意比例混合的混合物，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的40-99.5%，非離子表面活性劑是脂肪酸酯與二乙醇胺物質(zhì)的量之比是1:2的聚氧乙烯酰胺、聚氧乙烯烷基胺、醇醚硫酸鈉、聚氧乙烯醚、月桂基聚氧乙烯醚硫酸銨、椰子油二乙醇酰胺、硅樹脂聚醚乳液、烷基醇酰胺、失水山梨醇單十六酸酯、脂肪酰烷醇胺中的一種或多種以任意比例混合的混合物，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的0.5-60% ;所述的助劑占液體泡沫總質(zhì)量的0-15%,具體是泡沫穩(wěn)定劑、增溶劑、潤濕劑和抗凍劑，所述的泡沫穩(wěn)定劑是改性聚陰離子纖維素、羧甲基纖維素鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸酯與二乙醇胺物質(zhì)的量之比是1:1的聚氧乙烯酰胺、聚丙烯酰胺、椰油酰胺丙基甜菜堿、十二烷基二甲基氧化銨中的一種或多種以任意比例混合的混合物，占助劑質(zhì)量的0.5-50% ;增溶劑是吐溫-20、吐溫-40、尿素、甘油、季戊四醇、異丙磺酸鈉、聚氧乙烯聚丙烯嵌段型聚醚、山梨醇、失水山梨醇、脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸單酯磺酸鈉中的一種或多種以任意比例混合的混合物，占助劑質(zhì)量的0-50% ;潤濕劑是二異丙基萘磺酸鈉、二丁基萘磺酸鈉中的一種或兩種以任意比例混合的混合物，占助劑質(zhì)量的0-50% ；抗凍劑是乙醇、乙二醇中的一種或兩種以任意比例混合的混合物，占助劑質(zhì)量的0-50% ;所述的水占液體泡沫總質(zhì)量的5-90%。
[0008]所述的充填料漿的制備方法是:
將水和廢纖維、礦渣和石膏混合攪拌15min，然后加入水玻璃和高嶺土繼續(xù)攪拌并形成充填料漿，充填料漿配比為礦渣:460-500kg/m3、廢纖維:3_6kg/m3、水玻璃:0.2-0.6 kg/m3、高嶺土:0.6-1 kg/m3、石膏 :20_60kg/m3、水:950-1100 kg/m3,最終得到的充填料衆(zhòng)的24h強(qiáng)度≤2Mpa，28天最終強(qiáng)度≤18.6Mpa。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的特點(diǎn)和有益效果是:
本發(fā)明中填充巷的開采寬度設(shè)置為大于沿空留巷的開采寬度并小于1.2倍沿空留巷的開采寬度可以進(jìn)一步提高回采率；
本發(fā)明通過在充填材料中添加廢纖維,可以防止充填材料體開裂,增加其延展性,并廢物利用，可以保證充填材料的強(qiáng)度穩(wěn)定，同時采用礦渣代替水泥，用高嶺土代替現(xiàn)有技術(shù)中的鎂粉等膨脹劑，結(jié)合水玻璃和石膏，可以在保證強(qiáng)度同時進(jìn)一步降低成本；
本發(fā)明每一層回采完后，立即在煤層上噴灑具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫，液體泡沫注入距離遠(yuǎn)、穩(wěn)定時間長、損失量小、利用率高、比灌輸和噴灑硫化氫吸收溶液和煤炭自燃阻化溶液效果好，液體泡沫能填充到巖石縫隙中，可以堵漏風(fēng)，降低氧氣含量，防止煤炭自燃，破泡后形成的液體粘度大，可粘附在煤層表面，起到隔氧、降溫的作用，也能防止煤炭自燃，采用的液體泡沫，選用成本低、環(huán)保、無污染的堿性吸收劑和無機(jī)鹽阻化劑，既能去除煤礦井下有害氣體硫化氫，又能防止煤炭自燃。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為煤層填充開采巷道示意圖；
其中:1:回風(fēng)巷；2:進(jìn)風(fēng)巷；3:沿空留巷；4:聯(lián)絡(luò)巷；5:進(jìn)風(fēng)總巷；6:回風(fēng)總巷；7:填充巷。
【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例做進(jìn)一步描述:
實(shí)施例中煤礦中各巖層參數(shù)為:煤層厚度3.5-4.5米，平均4米，傾角8° -11°，平均為9° ,底板為含炭泥巖,厚度0.8米,頂板為砂巖厚度為3.6米,設(shè)計(jì)填充巷開采寬度為10米，沿空留巷開采寬度為9米，二者間隔設(shè)置。
實(shí)施例
[0012]一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法，具體步驟為:
(1)在距離煤層底板1-1.5m處開挖進(jìn)風(fēng)巷2和回風(fēng)巷1，所述的進(jìn)風(fēng)巷2與回風(fēng)巷I平行設(shè)置，兩條巷道的一端與工作面相連，另一端分別與進(jìn)風(fēng)總巷5和回風(fēng)總巷6相連，在進(jìn)風(fēng)巷2與進(jìn)風(fēng)總巷5、回風(fēng)巷I與回風(fēng)總巷6的相連處布設(shè)聯(lián)絡(luò)巷4，該聯(lián)絡(luò)巷4與進(jìn)風(fēng)巷2和回風(fēng)巷I垂直，并在聯(lián)絡(luò)巷4內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)風(fēng)門，形成采區(qū)進(jìn)風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)；
(2)根據(jù)采區(qū)條件，設(shè)計(jì)填充巷7的開采寬度和沿空留巷3的開采寬度，其中填充巷7的開采寬度大于沿空留巷3的開采寬度，并優(yōu)選小于1.2倍沿空留巷3的開采寬度；
(3)采用采煤機(jī)對充填巷7進(jìn)行開采，將煤層沿走向劃分若干區(qū)段，每個區(qū)段根據(jù)厚度分若干層，由上至下分層回采，同一分層采用后退式回采，采煤機(jī)切割落礦，采用運(yùn)鏟機(jī)出礦；
(4)每一層回采完后，立即在煤層上噴灑具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫，所述的具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫由硫化氫堿性吸收劑、無機(jī)鹽阻化劑、復(fù)合發(fā)泡齊U、助劑和水組成；
所述的硫化氫堿性吸收劑占液體泡沫總質(zhì)量的20%,是碳酸鈉和碳酸鉀的混合物；所述的無機(jī)鹽阻化劑占液體泡沫總質(zhì)量的30%，具體是氯化鎂和氯化鈣的混合物；所述的復(fù)合發(fā)泡劑為陰離子-非離子表面活性劑復(fù)配體系，占液體泡沫總質(zhì)量的10%，其中陰離子表面活性劑是脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的40%，非離子表面活性劑是脂肪酸酯與二乙醇胺物質(zhì)的量之比是1:2的聚氧乙烯酰胺，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的60% ;所述的助劑占液體泡沫總質(zhì)量的1%，具體是泡沫穩(wěn)定劑、增溶劑、潤濕劑和抗凍劑，所述的泡沫穩(wěn)定劑是改性聚陰離子纖維素占助劑質(zhì)量的0.5%，增溶劑是吐溫-20和吐溫-40的混合物，占助劑質(zhì)量的50%，潤濕劑是二異丙基萘磺酸鈉和二丁基萘磺酸鈉中的混合的混合物，占助劑質(zhì)量的10% ;抗凍劑是乙醇和乙二醇中的混合物，占助劑質(zhì)量的39.5% ;所述的水占液體泡沫總質(zhì)量的39% ；
然后采用充填料漿對充填巷采空區(qū)進(jìn)行充填，所述的充填料漿由礦渣、廢纖維、水玻璃、高嶺土、石膏和水構(gòu)成，其中配比為礦渣:460-500kg/m3、廢纖維:3_6kg/m3、水玻璃:0.2-0.6 kg/m3、高嶺土:0.6-1 kg/m3、石膏:20_60kg/m3、水:950-1100 kg/m3,料衆(zhòng)的24h強(qiáng)度> 2Mpa，28天最終強(qiáng)度> 18.6Mpa ;所述的廢纖維包括廢棄的無紡布等紡織原料。
[0013]在充填時，采用液壓泵將充填料漿泵入管道，并通過管道將礦渣充填料漿輸送至充填區(qū)域，直至完成對該充填層的充填；
(5)重復(fù)步驟(4)進(jìn)行下層開采、噴灑和充填，直至充填巷7完全開采和充填完畢，當(dāng)所有充填巷7開采并充填完畢，按照和步驟(3)相同的開采順序，采用掘進(jìn)機(jī)分層開采沿空留巷3，每一層開采結(jié)束按照和步驟(4)方法進(jìn)行噴灑和充填，直至沿空留巷3充填完畢。
[0014]采用上述方法施工后，硫化氫氣體吸收率達(dá)到92-95%，并且通過對地表觀察，地表年沉降量均小于10mm，沒有導(dǎo)致礦區(qū)各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施破壞，并且回采率提高了 20%，成本降低了 10%左右。
[0015]實(shí)施例2
實(shí)施例2與實(shí)施例1其他步驟相同，不同之處在于所述的具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫中，硫化氫堿性吸收劑是碳酸氫鈉、碳酸氫鉀和碳酸氫鈣的混合物，占液體泡沫總質(zhì)量的0.5%，無機(jī)鹽阻化劑是氯化鋅和氯化鈉的混合物，占液體泡沫總質(zhì)量的20%，所述的復(fù)合發(fā)泡劑為陰離子-非離子表面活性劑復(fù)配體系，占液體泡沫總質(zhì)量的35%，其中陰離子表面活性劑是Φ-酯磺酸鈉和烷基磺基琥珀酸鈉的混合物，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的60%，非離子表面活性劑是聚氧乙烯烷基胺和醇醚硫酸鈉的混合物，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的40%，所述的助劑占液體泡沫總質(zhì)量的15%，具體是泡沫穩(wěn)定劑、增溶劑、潤濕劑和抗凍劑，所述的泡沫穩(wěn)定劑是羧甲基纖維素鈉和脂肪醇聚氧乙烯醚的混合物，占助劑質(zhì)量的0.5% ;增溶劑是尿素，占助劑質(zhì)量的25%，潤濕劑是二異丙基萘磺酸鈉，占助劑質(zhì)量的25%，抗凍劑是乙醇，占助劑質(zhì)量的49.5%，所述的水占液體泡沫總質(zhì)量的29.5%。
[0016]實(shí)施例3
實(shí)施例3與實(shí)施例1其他步驟相同，不同之處在于所述的具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫中，硫化氫堿性吸收劑是氫氧化鈉，占液體泡沫總質(zhì)量的60%，所述的無機(jī)鹽阻化劑是碳酸鈉，占液體泡沫總質(zhì)量的10%，所述的復(fù)合發(fā)泡劑為陰離子-非離子表面活性劑復(fù)配體系，占液體泡沫總質(zhì)量的0.1%，其中陰離子表面活性劑是?；跬榛撬徕c，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的99.5%，非離子表面活性劑是聚氧乙烯醚和月桂基聚氧乙烯醚硫酸銨的混合物，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的0.5%，所述的助劑占液體泡沫總質(zhì)量的5%，具體是泡沫穩(wěn)定劑和增溶齊U，所述的泡沫穩(wěn)定劑是脂肪酸酯與二乙醇胺物質(zhì)的量之比是1:1的聚氧乙烯酰胺，占助劑質(zhì)量的50%，增溶劑是甘油和季戊四醇的混合物，占助劑質(zhì)量的50%，所述的水占液體泡沫總質(zhì)量的24.9%。
[0017]實(shí)施例4
實(shí)施例4與實(shí)施例1其他步驟相同，不同之處在于所述的具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫中，硫化氫堿性吸收劑是氫氧化鉀和氫氧化鈣的混合物，占液體泡沫總質(zhì)量的10%，無機(jī)鹽阻化劑占液體泡沫總質(zhì)量的0.5%，具體是碳酸鉀、碳酸鎂、硫酸鈉和硫酸鋅的混合物，所述的復(fù)合發(fā)泡劑為陰離子-非離子表面活性劑復(fù)配體系，占液體泡沫總質(zhì)量的35%，其中陰離子表面活性劑是酰甲胺烷烴磺酸鈉和月桂酰胺乙基硫酸鈉的混合物，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的50%，非離子表面活性劑是椰子油二乙醇酰胺，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的50% ;所述的助劑占液體泡沫總質(zhì)量的15%，具體是泡沫穩(wěn)定劑和增溶劑，所述的泡沫穩(wěn)定劑是聚丙烯酰胺，占助劑質(zhì)量的50% ;增溶劑是異丙磺酸鈉，占助劑質(zhì)量的50%，所述的水占液體泡沫總質(zhì)量的39.5%。
[0018]實(shí)施例5
實(shí)施例5與實(shí)施例1其他步驟相同，不同之處在于所述的具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫中，硫化氫堿性吸收劑占液體泡沫總質(zhì)量的1.5%，具體是氧化鈣，無機(jī)鹽阻化劑占液體泡沫總質(zhì)量的60%，具體是硫酸鈣，所述的復(fù)合發(fā)泡劑為陰離子-非離子表面活性劑復(fù)配體系，占液體泡沫總質(zhì)量的20%，其中陰離子表面活性劑是尿基亞甲基甲油酰胺和N-?；?N烷基牛磺酸鈉的混合物，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的80%，非離子表面活性劑是硅樹脂聚醚乳液，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的20% ;所述的助劑占液體泡沫總質(zhì)量的5.5%,具體是泡沫穩(wěn)定劑、增溶劑、潤濕劑和抗凍劑，所述的泡沫穩(wěn)定劑是椰油酰胺丙基甜菜堿，占助劑質(zhì)量的50%，增溶劑是聚氧乙烯聚丙烯嵌段型聚醚，占助劑質(zhì)量的50%，所述的水占液體泡沫總質(zhì)量的 13%。
[0019]實(shí)施例6
實(shí)施例6與實(shí)施例1其他步驟相同，不同之處在于所述的具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫中，硫化氫堿性吸收劑占液體泡沫總質(zhì)量的2.5%，具體是氧化鋅，所述的無機(jī)鹽阻化劑占液體泡沫總質(zhì)量的2.5%，具體是溴化鉀，所述的復(fù)合發(fā)泡劑為陰離子-非離子表面活性劑復(fù)配體系，占液體泡沫總質(zhì)量的1%，其中陰離子表面活性劑是環(huán)氧乙烷加成數(shù)為2-4的月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的50%，非離子表面活性劑是烷基醇酰胺，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的50% ;所述的助劑占液體泡沫總質(zhì)量的4%，具體是泡沫穩(wěn)定劑和增溶劑，所述的泡沫穩(wěn)定劑是十二烷基二甲基氧化銨，占助劑質(zhì)量的50% ;增溶劑是山梨醇和失水山梨醇的混合物，占助劑質(zhì)量的50% ;所述的水占液體泡沫總質(zhì)量的90%。
[0020]實(shí)施例7
實(shí)施例7與實(shí)施例1其他步驟相同，不同之處在于所述的具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫中，硫化氫堿性吸收劑是碳酸鉀，占液體泡沫總質(zhì)量的60%，所述的無機(jī)鹽阻化劑占液體泡沫總質(zhì)量的30%，具體是溴化鈣，所述的復(fù)合發(fā)泡劑為陰離子-非離子表面活性劑復(fù)配體系，占液體泡沫總質(zhì)量的2.5%，其中陰離子表面活性劑是含10-14個碳原子的烷基苯磺酸鈉和含14-16個碳原子的a-烯烴磺酸鈉的混合物，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的40%，非離子表面活性劑是失水山梨醇單十六酸酯，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的60% ;所述的助劑占液體泡沫總質(zhì)量的2.5%，具體是泡沫穩(wěn)定劑和增溶劑，所述的泡沫穩(wěn)定劑是十二烷基二甲基氧化銨，占助劑質(zhì)量的50% ;增溶劑是脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸單酯磺酸鈉，占助劑質(zhì)量的50% ；所述的水占液體泡沫總質(zhì)量的5%。
[0021]實(shí)施例8
實(shí)施例8與實(shí)施例1其他步驟相同，不同之處在于所述的具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫中，硫化氫堿性吸收劑是碳酸氫鈉，占液體泡沫總質(zhì)量的30%，所述的無機(jī)鹽阻化劑是氯化鋅，占液體泡沫總質(zhì)量的30%，所述的復(fù)合發(fā)泡劑為陰離子-非離子表面活性劑復(fù)配體系，占液體泡沫總質(zhì)量的20%，其中陰離子表面活性劑是含12-18個碳原子的烷基硫酸鈉，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的50%，非離子表面活性劑是脂肪酰烷醇胺，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的50%，所述的水占液體泡沫總質(zhì)量的20%。
[0022]實(shí)施例9
實(shí)施例9與實(shí)施例1其他步驟相同，不同之處在于所述的具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫中，硫化氫堿性吸收劑是氫氧化鈣，占液體泡沫總質(zhì)量的20%,所述的無機(jī)鹽阻化劑是碳酸鈉，占液體泡沫總質(zhì)量的20%，所述的復(fù)合發(fā)泡劑為陰離子-非離子表面活性劑復(fù)配體系，占液體泡沫總質(zhì)量的15%，其中陰離子表面活性劑是脂肪醇醚磺基琥珀酸酯二鈉鹽，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的40-99.5%，非離子表面活性劑是聚氧乙烯醚，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的0.5-60%，所述的助劑占液體泡沫總質(zhì)量的15%，具體是泡沫穩(wěn)定劑、增溶劑、潤濕劑和抗凍劑，所述的泡沫穩(wěn)定劑是改性聚陰離子纖維素，占助劑質(zhì)量的25% ;增溶劑是脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸單酯磺酸鈉，占助劑質(zhì)量的25% ;潤濕劑是二異丙基萘磺酸鈉，占助劑質(zhì)量的25% ;抗凍劑是乙醇，占助劑質(zhì)量的25% ;所述的水占液體泡沫總質(zhì)量的30%。
【權(quán)利要求】
1.一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法，其特征在于按照以下步驟進(jìn)行: (1)在距離煤層底板1-1.5m處開挖進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷，所述的進(jìn)風(fēng)巷與回風(fēng)巷平行設(shè)置，兩條巷道的一端與工作面相連，另一端分別與進(jìn)風(fēng)總巷和回風(fēng)總巷相連，在進(jìn)風(fēng)巷與進(jìn)風(fēng)總巷、回風(fēng)巷與回風(fēng)總巷的相連處布設(shè)聯(lián)絡(luò)巷，該聯(lián)絡(luò)巷與進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷垂直，并在聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)風(fēng)門，形成采區(qū)進(jìn)風(fēng)排風(fēng)系統(tǒng)； (2)根據(jù)采區(qū)條件，設(shè)計(jì)填充巷的開采寬度和沿空留巷的開采寬度，其中填充巷的開采寬度大于沿空留巷的開采寬度，并優(yōu)選小于1.2倍沿空留巷的開采寬度； (3)采用采煤機(jī)對充填巷進(jìn)行開采，將煤層沿走向劃分若干區(qū)段，每個區(qū)段根據(jù)厚度分若干層，由上至下分層回采，同一分層采用后退式回采，采煤機(jī)切割落礦，采用運(yùn)鏟機(jī)出礦； (4)每一層回采完后，立即在煤層上噴灑具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫，所述的具有去除硫化氫和阻燃功能的液體泡沫由硫化氫堿性吸收劑、無機(jī)鹽阻化劑、復(fù)合發(fā)泡劑、助劑和水組成； 然后采用充填料漿對充填巷采空區(qū)進(jìn)行充填，所述的充填料漿由礦渣、廢纖維、水玻璃、高嶺土、石膏和水構(gòu)成，其中配比為礦渣:460-500kg/m3、廢纖維:3_6kg/m3、水玻璃:0.2-0.6 kg/m3、高嶺土:0.6-1 kg/m3、石膏:20_60kg/m3、水:950-1100 kg/m3,料衆(zhòng)的24h強(qiáng)度≥2Mpa，28天最終強(qiáng)度≥18.6Mpa ； 在充填時，采用液壓泵將充填料漿泵入管道，并通過管道將礦渣充填料漿輸送至充填區(qū)域，直至完成對該充填層的充填； (5)重復(fù)步驟(4)進(jìn)行下層開采、噴灑和充填，直至充填巷完全開采和充填完畢，當(dāng)所有充填巷開采并充填完畢，按照和步驟(3)相同的開采順序，采用掘進(jìn)機(jī)分層開采沿空留巷，每一層開采結(jié)束按照和步驟(4)方法進(jìn)行噴灑和充填，直至沿空留巷充填完畢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法，其特征在于所述的硫化氫堿性吸收劑占液體泡沫總質(zhì)量的0.5 — 60%,具體是碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、碳酸氫鈣、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、氧化鈣、氧化鋅中的一種或多種以任意比例混合的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法，其特征在于所述的無機(jī)鹽阻化劑占液體泡沫總質(zhì)量的0.5 - 60%，具體是氯化鎂、氯化鈣、氯化鋅、氯化鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鎂、硫酸鈉、硫酸鋅、硫酸鈣、溴化鉀、溴化鈣中的一種或多種以任意比例混合的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求 1所述的一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法，其特征在于所述的復(fù)合發(fā)泡劑為陰離子-非離子表面活性劑復(fù)配體系，占液體泡沫總質(zhì)量的0.1 - 35%，其中陰離子表面活性劑是脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鈉、Φ-酯磺酸鈉、烷基磺基琥珀酸鈉、?；跬榛撬徕c、酰甲胺烷烴磺酸鈉、月桂酰胺乙基硫酸鈉、尿基亞甲基甲油酰胺、N-?；?N烷基牛磺酸鈉、環(huán)氧乙烷加成數(shù)為2-4的月桂醇聚氧乙烯醚硫酸酯鈉、含10-14個碳原子的烷基苯磺酸鈉、含14-16個碳原子的a-烯烴磺酸鈉、含12-18個碳原子的烷基硫酸鈉、脂肪醇醚磺基琥珀酸酯二鈉鹽中的一種或多種以任意比例混合的混合物，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的40-99.5%，非離子表面活性劑是脂肪酸酯與二乙醇胺物質(zhì)的量之比是1:2的聚氧乙烯酰胺、聚氧乙烯烷基胺、醇醚硫酸鈉、聚氧乙烯醚、月桂基聚氧乙烯醚硫酸銨、椰子油二乙醇酰胺、硅樹脂聚醚乳液、烷基醇酰胺、失水山梨醇單十六酸酯、脂肪酰烷醇胺中的一種或多種以任意比例混合的混合物，占復(fù)合發(fā)泡劑質(zhì)量的0.5-60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法，其特征在于所述的助劑占液體泡沫總質(zhì)量的0-15%，具體是泡沫穩(wěn)定劑、增溶劑、潤濕劑和抗凍劑，所述的泡沫穩(wěn)定劑是改性聚陰離子纖維素、羧甲基纖維素鈉、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸酯與二乙醇胺物質(zhì)的量之比是1:1的聚氧乙烯酰胺、聚丙烯酰胺、椰油酰胺丙基甜菜堿、十二烷基二甲基氧化銨中的一種或多種以任意比例混合的混合物，占助劑質(zhì)量的0.5-50% ;增溶劑是吐溫-20、吐溫-40、尿素、甘油、季戊四醇、異丙磺酸鈉、聚氧乙烯聚丙烯嵌段型聚醚、山梨醇、失水山梨醇、脂肪醇聚氧乙烯醚琥珀酸單酯磺酸鈉中的一種或多種以任意比例混合的混合物，占助劑質(zhì)量的0-50% ;潤濕劑是二異丙基萘磺酸鈉、二丁基萘磺酸鈉中的一種或兩種以任意比例混合的混合物，占助劑質(zhì)量的0-50% ;抗凍劑是乙醇、乙二醇中的一種或兩種以任意比例混合的混合物，占助劑質(zhì)量的0-50% ;所述的水占液體泡沫總質(zhì)量的5-90%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種防止煤礦含煤層自燃并去除硫化氫的填充開采方法，其特征在于所述的充填料漿的制備方法是: 將水和廢纖維、礦渣和石膏混合攪拌15min，然后加入水玻璃和高嶺土繼續(xù)攪拌并形成充填料漿，充填料漿配比為礦渣:460-500kg/m3、廢纖維:3_6kg/m3、水玻璃:0.2-0.6 kg/m3、高嶺土:0.6-1 kg/m3、石膏:20_60kg/m3、水:950-1100 kg/m3,最終得到的充填料衆(zhòng)的24h強(qiáng)度≥2Mpa，28天最終強(qiáng)度≥18.6Mpa。
【文檔編號】E21F5/06GK103867225SQ201410115684
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】楊森, 孫凱, 孟亞雯, 楊紹斌 申請人:遼寧工程技術(shù)大學(xué)