欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13336804447 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13336804447
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2022101547119
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 土层或岩石的钻进;采矿
更新日期:2026-10-12
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种栅格法划分煤田火区建立帷幕墙治理煤自燃的方法,其特征在于,包括如下步骤:

S1:确定煤层分布情况及发火情况;

S2:将地面(2)划分为栅格(6):以火源或煤层高温区在地面上的竖直投影为中心将地面(2)划分为20mX20m‑60mX60m的栅格(6);

S3:施工钻孔:在划分好的横向、纵向栅格(6)线位置上分别从地面(2)竖直向下施工若干钻孔(3),钻孔(3)深度到达煤层底板;

S4:爆破形成地下空间:通过钻孔(3)在煤层水平方向上打炮眼钻孔(7),安装爆破管并向爆破管中填塞炸药,进行集中定向爆破贯通相邻钻孔(3),使得栅格(6)线在煤层的竖直投影上形成地下空间;

S5:形成地下帷幕墙:通过钻孔(3)注入阻燃材料(5)形成地下帷幕墙(4),阻断煤火传播。

2.根据权利要求1所述的栅格法划分煤田火区建立帷幕墙治理煤自燃的方法,其特征在于,步骤S1利用遥感技术或采用无人机携带红外测温仪对煤田火区温度进行探测后,演算出煤田火区温度分布云图以及煤田火区温度火区蔓延方向图,根据煤田火区温度分布云图以及火区蔓延方向图进行区域划分,识别出高温煤田火区的基础上,通过地面钻孔分析孔底温度、煤层厚度,确定煤层分布情况及发火情况。

3.根据权利要求1所述的栅格法划分煤田火区建立帷幕墙治理煤自燃的方法,其特征在于,步骤S2中栅格(6)尺寸具体划分如下:以着火点为中心,做半径20m的圆,当圆内过火面积大于圆面积的40%时,栅格(6)尺寸为20mX20m‑30mX30m;当圆内过火面积大于等于圆面积的20%且小于等于圆面积的40%时,栅格(6)尺寸为30mX30m‑50mX50m;当圆内过火面积小于圆面积的20%时,栅格(6)尺寸为50mX50m‑60mX60m。

4.根据权利要求1所述的栅格法划分煤田火区建立帷幕墙治理煤自燃的方法,其特征在于,步骤S4中炮眼钻孔(7)直径200mm‑400mm;炸药安装垂直间距600mm‑800mm;爆破管采用PVC管,管壁厚度为50mm;爆破管直径及长度计算如下:D=D0‑15

H=H0‑25

其中,D0为炮眼钻孔(7)直径,H0为炮眼钻孔(7)深度,D为爆破管直径,H为爆破管长度,单位mm。

5.根据权利要求1所述的栅格法划分煤田火区建立帷幕墙治理煤自燃的方法,其特征2

在于,步骤S4中炸药密度为:1.0~2.0kg/m;单孔炸药的质量m计算如下:其中,ρ为炸药密度,H为爆破管长度,D为爆破管直径,T0为爆破点初始温度。

6.根据权利要求1所述的栅格法划分煤田火区建立帷幕墙治理煤自燃的方法,其特征在于,步骤S5中阻燃材料(5)为高保水胶合材料浆液,高保水胶合材料浆液由高保水胶合材料和水混合而成,高保水胶合材料、灌浆总用水量、高保水胶合材料浆液质量计算如下:高保水胶合材料:Q料=K1LhT(1+K2)灌浆总用水量:Q水=6Q料

高保水胶合材料浆液:Q浆=Q料+Q水;

其中,L为帷幕墙长度,h为煤层厚度,T为帷幕墙厚度,K1为高保水胶合材料填充系数,静压注浆取为0.6,K2为高保水胶合材料自然流失系数,取为0.05。

7.根据权利要求1所述的栅格法划分煤田火区建立帷幕墙治理煤自燃的方法,其特征在于,步骤S5中通过钻孔(3)注入阻燃材料(5)过程如下:第一次灌浆:多钻孔(3)同时灌浆,进浆速度为第一次灌浆起始进浆速度的1/4时结束第一次灌浆;第二次灌浆:多钻孔(3)同时灌浆,灌浆压力达到0.3MPa并稳定10min且进浆速度为第二次灌浆起始进浆速度的1/4时结束第二次灌浆。

8.根据权利要求1所述的栅格法划分煤田火区建立帷幕墙治理煤自燃的方法,其特征在于,步骤S5中地下帷幕墙(4)厚度具体划分如下:以着火点为中心,做半径20m的圆,当圆内过火面积大于圆面积的40%时,帷幕墙(4)厚度0.3m‑0.4m;当圆内过火面积大于等于圆面积的20%且小于等于圆面积的40%时,帷幕墙(4)厚度0.2m‑0.3m;当圆内过火面积小于圆面积的20%时,帷幕墙(4)厚度0.15m‑0.2m。

9.根据权利要求1所述的栅格法划分煤田火区建立帷幕墙治理煤自燃的方法,其特征在于,当炸药的爆炸半径为R时,栅格(6)线上钻孔(3)的间距为2R。

10.根据权利要求1所述的栅格法划分煤田火区建立帷幕墙治理煤自燃的方法,其特征在于,步骤S5中阻燃材料(5)为混泥土浆液或黄土泥浆,具有充填支护作用。