综掘工作面硫化氢涌出规律与治理技术分析

发表时间:2020/8/11   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:黄鸿波 覃勇然 陈灵忠 阮善华 吴杰荣
[导读] 摘要:为了提升综掘开采工作的安全性,避免掘进生产过程中意外现象的发生,应当认识到割煤过程中硫化氢的涌出现象的危害性。
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        摘要:为了提升综掘开采工作的安全性,避免掘进生产过程中意外现象的发生,应当认识到割煤过程中硫化氢的涌出现象的危害性。本文从硫化氢的内容及涌出的危害出发,分析了在进行综掘工作中硫化氢涌出的规律,提出了预注硫化氢吸收液、截割头高压喷射硫化氢吸收液等治理技术,旨在使掘进生产活动更加的安全高效,保证工矿企业能在一个安全的环境下进行作业。
        关键词:综掘工作;硫化氢气体;涌出规律;治理技术
        引言
        我国地大物博,资源丰富,当前进行煤矿等的开采,有效的利用能源带动了我国各个产业的飞速发展,可以说,当前工矿企业的发展是我国社会发展过程中的重要内容。在进行矿工产业的环境十分恶劣,同时在进行挖掘的过程中,往往会出现硫化氢大量涌出的现象,在密闭的作业环境中,硫化氢含量不断的增多,会使作业人员产生硫化氢中毒现象,出现咳嗽、气喘等症状,严重的威胁了工作人员的人身安全。在这个背景下,必须要对硫化氢涌出的规律进行研究,提前采取防控措施,提升现场作业的安全性。
        1硫化氢内容及危害
        硫化氢是一种重要的化学原料物质,在割煤工作中不可避免的会出现硫化氢气体,它主要呈现一种无色透明的状态,具有较高的易燃性,当硫化氢气体自身的浓度较低时,闻起来会有一股臭鸡蛋的气味,随着浓度的不断增加,会有硫磺气味,属于有毒有害的气体,如果现场作业人员没有佩戴护具或者其他情况时,接触硫化氢气体,会对于人体呼吸道造成很大的损害,同时也会对皮肤和眼睛造成损伤,当浓度过大时,则会发生急性硫化氢中毒现象,出现呼吸急促、心脏骤停等症状,对于工作人员的身体安全造成极大的威胁。同时,硫化氢气体具有易燃易爆性,当前在进行煤体开采的过程中,主要在一个较为密封的环境下作业,因此工作环境中的氧气含量较低,在煤体开采和切割的时候,随着硫化氢浓度的不断增加,与空气中的一氧化碳等进行结合,容易变成易燃易爆的混合气体,遇到高温、明火等情况时,十分容易出现爆炸现象。硫化氢为酸性物质,具有很强的腐蚀性,对设备也会造成一定程度的损害,使工矿企业承受经济损失。综上所述,在进行开采的过程中,硫化氢气体的危险性较大,必须要引起工矿企业的注意,采取有效地手段进行治理。
        2硫化氢气体的涌出规律
        为了提升开采割煤过程中的安全,必须要对硫化氢涌出规律进行了解,硫化氢气体本身具有较大的活跃性,但是主要依附煤岩体,只有当进行综掘开采以及切割等工作的时候,才会随着采掘扰动不断的喷涌而出。目前我国煤矿井下常用的检测硫化氢的方法主要有两种,第一,取样分析法,具有分析精确度高,定性准确等的显著优势,同时分析的速度快,但是进行采样等工作所需时间长并且这种方法操作过程复杂,技术要求也相对过高。第二,快速测定法,相对于取样分析法而言,快速分析法是利用便携式的仪器,能够快速的测定出硫化氢浓度,因为节约时间的优势,被当前工矿企业广泛适用。因此应当结合这两种方法,对于硫化氢喷涌的规律进行研究。
        2.1截割不同部位煤体所呈现的规律
        在进行综掘时,主要对煤矿等资源进行挖掘,因此在进行煤体切割的时候,在不同位置上进行截割,硫化氢涌出的状态也会具有差异性。首先,在进行煤矿等掘进时,从煤体的顶部进行切割,从上至下的原则,从顶端到底部,会发现硫化氢涌出的方向主要呈现一种垂直向上的状态,同时,由于硫化氢气体的相对分子质量比空气沉,因此在经过一段时间的垂直向上涌出之后,会呈现沉降反应,主要在下方堆积,由底板向顶板呈逐渐变小的趋势。如果切割的煤体的面积大,则涌出的现象则会更加剧烈,浓度更高。
        2.2截割头附近的分布规律
        在进行综掘工作的过程中,随着挖掘越来越深入,所涌出的硫化氢气体则越多,浓度越大。主要随着截割头的深入,不断的向外涌出。因此必须要研究截割头附近的硫化氢的涌出规律。

应当进行先放置一个底板,在距离底板一米至两米左右的高度上进行操作,保证在水平方向上,同时做好气体的收集工作,精确的进行硫化氢浓度的检测,做好规律研究工作。随着截割头的深入可以了解到,刚开始时,截割头供风侧的硫化氢浓度并不高,但是随着时间的增加,水平方向上气体的浓度由供风侧向回风侧呈逐渐变大趋势,当到达最大数值之后,呈逐渐缓慢变小的趋势。
        2.3在回风侧沿程分布规律
        应当对回风侧硫化氢的浓度进行检测,了解涌出规律。进行实验,设置工作面进行操作,分别在距工作面五米、十米、十五米处的高度位置,距巷道底板两米左右的高度进行浓度的收集,由于硫化氢属于有毒气体,在进行浓度测试的时候,相关工作人员必须要做好防护措施,如佩戴呼吸机等,不能直接与气体进行接触,多进行样品的收集,保证浓度检测数据具有精确性。从而可以根据数据得出,由于硫化氢的分子比重较空气的分子大的影响,掘进机割煤过程中,所涌出的硫化氢气体浓度在回风侧沿程方向上呈现出逐渐减小的分布规律。
        3针对硫化氢涌出现象的治理技术
        3.1 预注硫化氢吸收液
        为了避免硫化氢涌出时浓度过高现象的发生,在进行挖掘机割煤的时候,可以提前注射硫化氢吸收液,起到降低浓度的效果。在开采挖掘工作之前,工作人员先利用设备,将吸收液通过钻孔,注射到还未开采的煤体中,静置一段时间,使吸收液充分发挥,与硫化氢气体相结合,发生化学反应,从而减低硫化氢气体的浓度,起到了抑制硫化氢涌出的作用。同时,当前在进行综掘面作业的时候,还经常采取注水技术,采用“三压带”分段注水方式向煤体进行注射,从而使煤体内吸收水分,应力集中带向煤体的后部移动,使煤体表面出现一些缝隙,为后续的注水工作提升通道,使煤体表面呈现一种较为湿润的状态,达到抑制浓度的效果。但是为了保证煤体的质量不被破坏,在进行吸收液预射的时候,必须要调整吸收液浓度,通常来说保持在0,7%左右即可。注液时必须要注重观察煤壁情况,通常需要进行三次注射,当周边煤壁开始出现水珠的时候,停止注射,静置一段时间之后,开始第二段注液,当第二段注液流量和注液量停止变化且压力相对恒定时停止注液。控制注液压力,保证匀速,当注液压力增加到10MPa 时,注液总量不再明显增加,从而避免注射的吸收液的浓度过大,影响了煤体的质量。
        3.2截割头高压喷射硫化氢吸收液
        为了抑制硫化氢浓度,可以采取高压喷射的方式,不针对煤体进行喷洒,而是利用高压喷雾的手段,将吸收液喷洒在掘进机的截割头,做好持续喷洒工作,在综掘割煤的时候,可以降低涌出的硫化氢气体的浓度。工作人员必须要具备专业的技术能力,同时应当具有丰富的经验,在进行高压喷射的时候,熟练的操作仪器,对于喷射的压力值进行调整,保证喷射均匀。吸收液喷射压力通常保持在8MPa,喷出的高压水雾流将截割头全方位包围,同时针对截割头的位置变化,应当不断的进行调整。
        结语
        综上所述,当前在割煤过程中,硫化氢气体涌出所造成的危险系数十分的高,必须要注意的问题就是安全问题。因此在实际的开采过程中,必须要硫化氢气体的研究,进行实验对于硫化氢气体涌出的规律进行研究,同时采取有针对性的治理技术,正确的使用吸收液,降低硫化氢气体的浓度,保证割煤的安全和质量达标,为推动我国工矿企业的健康发展做出贡献。
        参考文献
        [1]马尚权,惠永福,李丹丹.采煤工作面硫化氢涌出运移规律研究[J].华北科技学院学报,2019,16(05):18-24.
        [2]黄立宁.综掘工作面硫化氢涌出规律与治理技术研究[J].煤炭工程,2019,51(08):69-73.
        [3]成飞,李亚斌.一号煤矿硫化氢防治技术研究与探讨[J].山东煤炭科技,2019(03):70-72+75.
        [4]张可友.广安煤矿瓦斯和硫化氢涌出特征分析[J].煤矿安全,1991(10):56-58.
 
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