田茂長+唐廣輝+楊孝軍

摘要：利用工作面打鉆超前預注漿，壓注石灰水溶液（或碳酸鈉溶液）到掘進工作面迎頭煤體內，使溶液與硫化氫反應生成理化性能穩(wěn)定的硫氫化物或硫化物，工作面并備足量的生石灰，拋灑迎頭及巷道兩幫，綜掘機前方至煤壁間加裝一道全斷面噴霧，降低其逸出濃度，同時加強通風，多種舉措，降低煤層中硫化氫含量。

關鍵詞：超前預注漿；石灰水溶液；降低硫化氫含量

中圖分類號：TD74 文獻標識碼：A

1 概述

礦井井下有毒有害氣體除瓦斯外，還有硫化氫（H2S）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、氮氧化物（NOX）、二氧化硫（SO2）等有毒有害氣體。硫化氫是一種無色，具有臭雞蛋氣味，有劇毒的可燃氣體，礦井硫化氫的主要來源有：有機物腐爛、含硫礦物遇水分解從老空區(qū)和舊巷積水中放出，爆破工作中產生等。H2S氣體的最低沸點高于CO2、CH4 、N2等氣體，煤對其具有很強的吸附能力。煤層賦存的大量硫化氫由于采用綜掘機截割煤，割煤速度快，煤層破碎，吸附狀態(tài)轉化為游離狀態(tài)釋放出來，極易導致順槽迎頭及回風流中硫化氫氣體超限，硫化氫（ H2S）比空氣重（相對密度為1.17），且極易溶于水而形成氫硫酸。地勢低處危險性比高處大，下風向硫化氫濃度大，上風向則濃度低。硫化氫（ H2S）具有強烈毒性，能使人的血液中毒，對眼睛、粘膜以及呼吸系統有強烈的刺激作用，嚴重制約礦井安全生產。

2 工程概況。新疆焦煤集團阜康氣煤公司一號煤礦，位于阜康市三灣鄉(xiāng)。阜康一礦11A221工作面回風順槽設計為矩形巷道，設計掘進面積為14m2，凈斷面積14m2，掘進寬度4000mm，巷道掘進高度3500mm，支護方式為錨網支護。當巷道掘進至開口點65m處，硫化氫平均濃度值為2ppm，最大值49ppm。

3 施工方案?！睹旱V安全規(guī)程》規(guī)定硫化氫最高允許濃度0.0066%（6.6ppm）。當硫化氫濃度超限后，對作業(yè)人員造成巨大危害。考慮到硫化氫氣體的物理、化學性質和危害，采取加強通風、預注漿吸附、迎頭溶解等措施共同降低煤層硫化氫含量。

3.1通風。（1）根據掘進期間風量計算，該工作面目前需風348m3/min，實際風量560m3/min；目前工作面硫化氫平均濃度2ppm，因此保證工作面實際供風量不低于500m3/min，即可確保工作面硫化氫平均濃度在安全范圍內；（2）工作面風機實現“三專兩閉鎖”，加強風機、風量、風筒的日常監(jiān)管。

3.2鉆孔施工。硫化氫氣體易溶于水，水與硫化氫溶解體積比為1:2.6，硫化氫氣體溶于水后生成氫硫酸，能夠和生石灰水溶液反應生成硫化鈣和水；因此預先布置鉆孔在預掘煤體內注入1%的生石灰水溶液可有效的溶解煤吸附的硫化氫。

根據現場實際及硫化氫涌出情況，在11A221回風順槽工作面迎頭布置鉆孔。硫化氫治理措施孔終孔橫向間距為2m，縱向間距1.88m，順槽左幫控制到巷道輪廓線外3m，底板控制到巷道輪廓線外2m，由于巷道沿煤層底板掘進，右?guī)洼喞€落在煤層底板上，故右?guī)涂刂频较锏垒喞€上，沿巷道掘進方向控制50m?；仫L順槽第一次治理在距開口65m處實施，使用750D鉆機施工鉆孔。

3.3預注漿施工。待鉆孔按照設計的施工參數施工完畢后，使用2m長的4分鍍鋅管加裝閥門，鍍鋅管上捆扎馬麗散進行封孔，要求鍍鋅管外露10cm。使用注漿泵及注漿軟管對鉆孔注入1%生石灰水溶液。

3.4掘進施工。待硫化氫治理施工結束，施工一驗證鉆孔，用于測定工作面的瓦斯及硫化氫含量。若滿足掘進要求，則采用綜掘機進行掘進施工，在綜掘機前方至煤壁間加裝一道全斷面噴霧，巷道掘進時必須開啟噴霧，且將工作面、回風流的全斷面噴霧均開啟。

3.5迎頭溶解。工作面應備足量的生石灰（CaO），每班接班時由施工隊人員負責在巷道內拋灑一遍，對于本班內新掘進段煤壁、落煤處及硫化氫異常區(qū)域及時拋灑，使其溶解硫化氫氣體，降低其濃度。生石灰拋灑應覆蓋落煤區(qū)域，且應盡量向煤壁、巷幫拋灑。

4 技術特點分析

煤巷超前預注漿壓注石灰水到掘進工作面迎頭煤體內，使溶液與硫化氫反應生成性能穩(wěn)定的硫氫化物或硫化物，極大降低煤層硫化氫含量，避免了綜掘掘進時煤層賦存的大量硫化氫迅速轉化為游離狀態(tài)釋放出來，導致工作面迎頭及回風流中硫化氫氣體超限，使工作面喪失了安全作業(yè)環(huán)境。所需用的主要設備操作簡單、安全可靠、效率高，所用材料來源豐富、價格低廉。節(jié)省了大量通風設施投入費用，也避免了硫化氫氣體排放所帶來的環(huán)境污染。

結語

本次煤巷超前預注漿治理硫化氫氣體，注漿后綜掘機恢復掘進，65~115m掘進時未出現硫化氫超限現象。

實踐證明，煤巷超前預注漿治理硫化氫施工技術是煤礦過硫化氫富含區(qū)域一項比較實用、安全的技術。通過壓注石灰水到掘進工作面迎頭煤體內，使溶液與硫化氫反應生成性能穩(wěn)定的硫氫化物或硫化物，可極大降低煤層硫化氫含量，大大提高了施工安全可靠性。

參考文獻

[1]煤礦安全規(guī)程[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2011.

[2]張廣太.煤礦硫化氫賦存機理及治理研究[C].太原理工大學碩士畢業(yè)論文，2007.

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