【正文】 選擇在宣東礦 Ⅲ 3302巷道進行試驗 （ 1）鉆孔布置 孔 2孔 4孔 6 孔 5孔 1 孔 3巷道 鉆孔布置示意圖 低頻高壓脈動注水防治煤與瓦斯突出技術 （ 2）工藝參數(shù) 注水鉆孔深度取 16m，直徑 75mm。注水壓力 8Mpa ?試驗結(jié)果 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9深度/m全水/%脈動注水后煤體水分隨深度變化 低頻高壓脈動注水防治煤與瓦斯突出技術 00 10 20 30 40 50 60 70 80次數(shù)瓦斯?jié)舛?%注水期間巷道瓦斯?jié)舛茸兓? 01020304050600 1 2 3 4 5 6 7 8長度/m鉆屑量/N12301020304050600 1 2 3 4 5 6 7 8長度/m鉆屑量/N123 注水前不同位置鉆屑量 注水后不同位置鉆屑量 低頻高壓脈動注水防治煤與瓦斯突出技術 6 提高瓦斯抽放效果的熱力學方法 中國礦業(yè)大學（北京） 提高瓦斯抽放效果的熱力學方法 ?鉆孔升溫提高瓦斯抽放效率的提出 ? 大量的研究表明，溫度與煤體瓦斯解吸存在相關性，溫度越高解吸率越高。 ? 基于以上研究背景，本文擬考慮利用設計一種裝有無機相變儲熱材料的密封管路，將已完成相變儲熱的該管路裝入剛打鉆完成的鉆孔，利用其與煤體間的溫度差完成相變放熱，提高煤層煤體溫度，促進瓦斯解吸。 提高瓦斯抽放效果的熱力學方法 ?相變材料性能參數(shù) 材料名稱 主要成分 相變溫度（ ℃ ） 儲熱量（ kJ/ kg ） 密度 （ 10 3 kg/m 3 ） 燃燒性能 有無毒性 無機相變蓄能材料 無機鹽復合材料 57 ~ 59 220 1. 8~ 不燃 無 相變材料封裝管示意圖 提高瓦斯抽放效果的熱力學方法 ?煤體熱傳導區(qū)域示意圖 為簡化計算過程，假設相變材料與煤體間為均勻傳熱，且忽略想變材料的熱阻，取熱導率λ= ，煤層溫度為 27℃ ，相變加熱管溫度 59℃ ，加熱管內(nèi)徑 ，長 3m，熱傳導區(qū)域為半徑 3m的圓柱體，熱量自相變材料封裝管外表面沿徑向傳導，傳導區(qū)域原則上應為圓柱形區(qū)域。 提高瓦斯抽放效果的熱力學方法 ?熱傳導后溫度數(shù)值模擬結(jié)果 假設煤體為各向同性的均勻體，且傳熱過程為穩(wěn)定熱傳導過程，則我們可以用單層圓通壁的穩(wěn)定熱傳導計算傳熱過程溫度變化。 提高瓦斯抽放效果的熱力學方法 ?熱傳導后溫度數(shù)值模擬結(jié)果 相變傳熱 Fluent數(shù)值模擬溫度分布云圖 提高瓦斯抽放效果的熱力學方法 ?熱傳導后溫度數(shù)值模擬結(jié)果 ? 經(jīng)計算， 3m鉆孔，由于相變材料傳熱升溫而引起的煤體溫度升高過程中瓦斯解吸量為 。 ? 以上瓦斯吸附量變化是按照理想情況算得，但單從計算角度看，利用在鉆孔內(nèi)安放相變材料提高煤層溫度促解吸方法具有一定的可實施性，且相比常規(guī)的負壓瓦斯抽放、注氣增產(chǎn)等方法更節(jié)能環(huán)保，具有一定的優(yōu)越性。 ? 后續(xù)的研究將重點進行實驗室和現(xiàn)場研究，研究不同相變材料、不同尺寸的相變材料封存裝置、不同鉆孔打鉆布置方案等條件下的煤體溫度變化情況及其對瓦斯解吸的影響，為瓦斯防治、煤層氣高效開采提供新思路 。 7 硫化氫防治技術 中國礦業(yè)大學（北京） 硫化氫防治技術 ?硫化氫災害 目前我國河南、湖南、內(nèi)蒙古、新疆、山東、山西等地有 20 多個煤礦發(fā)生過 H2S 氣體突然涌出現(xiàn)象，并造成了事故。從 2022 年起，全國已經(jīng)有十多起 H2S 氣體中毒傷亡事故。 2022年 8月 10日，新疆阿克蘇區(qū)拜城縣托克遜鄉(xiāng)煤礦發(fā)生一起 H2S 氣體中毒事故，造成 3 人死亡； 2022年 5月 9日，雙峰縣蛇形山鎮(zhèn)新興煤礦發(fā)生一起硫化氫中毒事故，造成 2 人死亡； 2022年 7月 16日，四川達州市宣漢縣亂石溝煤礦發(fā)生一起較大 H2S 中毒窒息事故，造成 6 人死亡； 2022年 3月 7日，四川省廣安市思源礦業(yè)集團廣安煤礦 + 550水平西北集中運輸巷掘進工作面發(fā)生 H2S 中毒事故，造成 3 人死亡。還有相當一批礦井，近年來多次發(fā)生 H2S 突發(fā)性涌出，雖然沒有造成傷亡事故，但造成煤礦停工停產(chǎn)，對煤礦工人職業(yè)健康和生命安全構(gòu)成重大威脅。 硫化氫防治技術 ?硫化氫 分子結(jié)構(gòu) 與特征 硫化氫是無色、微甜、臭雞蛋味的氣體，其化學分子式是H2S，標準狀態(tài)下密度 。具有燃燒爆炸性，爆炸界限約為 4%46%。其化學活動性極大，能使銀、銅等金屬表面發(fā)黑。H2S極易溶于水形成氫硫酸， H2S在水中的溶解度是 CO2的 ，是 CH4的 93倍多。硫化氫是一種劇烈的神經(jīng)性毒物， H HS 圖 2 5 硫化氫分子結(jié)構(gòu)式 ?硫化氫成因 （ 1） 生物降解 （ 2）微生物 硫酸鹽 還原 （ 3）熱化學分解 （ 4）硫酸鹽熱化學還原 （ 5）巖漿成因 硫化氫防治技術 硫化氫防治技術 ?硫化氫成因 （ 1） 生物降解 （ 2）微生物 硫酸鹽 還原 （ 3）熱化學分解 （ 4）硫酸鹽熱化學還原 （ 5）巖漿成因 ?硫化氫成因 熱化學分解成因是指煤中含硫有機化合物在熱力作用下 ,含硫雜環(huán)斷裂形成硫化氫 ,又稱為裂解型硫化氫。硫酸鹽熱化學還原成因主要是指硫酸鹽與有機物或烴類發(fā)生作用 , 將硫酸鹽礦物還原生成 H2S 和 CO2。其反應式為 : 硫化氫防治技術 ?工作面硫化氫涌出及運移分布規(guī)律測定 距煤壁不同距離測點布置圖 采煤機后方測點布置圖 硫化氫防治技術 ?“注 抽 注”法治理硫化氫措施 高壓注堿性溶液系統(tǒng)圖 硫化氫防治技術 謝謝各位 ! 聶百勝 Email: 中國礦業(yè)大學（北京）