一种瓦斯治理简单、煤质优质的工作面布置方法与流程

1.本发明涉及一种瓦斯治理简单、煤质优质的工作面布置方法，属于煤炭开采方法技术领域。


背景技术：

2.某矿是开采将近五十年的老矿井，为保障矿井可持续性发展煤炭储量及可采煤层数是关键，为解决矿井采掘接续及解决煤质问题，需寻找一层瓦斯治理简单、煤质优质的煤层进行布置工作面，即需要勘探出新的可开采的煤层。
3.现有的煤层的采样方法主要是钻孔取芯采样法，钻孔取芯采样法是指在生产矿井中尚未出现露头的煤层或准备开采的煤层上用钻孔机采样。这种方法快捷、准确，劳动强度低并且有更好的代表性，采样时利用岩芯钻探管钻取整个煤层或部分煤层得到圆柱形煤样，煤样直径根据需要可以在50-200mrn范围内变化。
4.现有技术中，通过将煤样放置在塑料瓶中，拧紧盖子然后由人工携带至实验室中进行分析，这种方式存在的问题是：1.井下光线不足，且塑料瓶的瓶口很小，放入煤样不方便，煤样容易洒出来，影响最终分析检测的准确性；2.并且由于煤样是圆柱形，需要用手操作，煤样装入的过程中耗时较长，煤样与空气反应，煤样的成分含量发生变化也会影响最终分析检测的准确性；3.煤灰等容易扬起导致煤样损失一部分，且工人容易吸入得尘肺病；4.分析检测前取出煤样也不方便，煤样会部分粘附在瓶子内部，影响最终分析检测的准确性。


技术实现要素：

5.本发明要解决的技术问题是：提供一种瓦斯治理简单、煤质优质的工作面布置方法，以解决保存煤样不方便的问题。
6.本发明采取的技术方案为：一种瓦斯治理简单、煤质优质的工作面布置方法，包括以下步骤：（1）确定煤层：确定准备进行工作面布置的煤层；（2）布置前系统分析：在正在开采的采煤工作面施工下行瓦斯预抽钻孔的同时将钻孔延伸至准备进行工作面布置的煤层，对准备进行工作面布置的煤层进行采样化验灰分和硫分，确定精煤回收率，并且判定煤层厚度；（3）工作面布置：根据步骤（2）中的分析结果布置开采工作面。
7.优选的，所述步骤（2）中煤样的储存和运输采用如下装置：包括取样箱，所述取样箱的口部可拆卸连接有盖子，所述取样箱的内部滑动密封连接有刮板，所述刮板的下端上固定有推杆，所述推杆竖直向下贯穿取样箱的底部并且延伸至所述取样箱的下方。
8.优选的，所述推杆的底部固定有第一手柄。
9.优选的，所述盖子的顶部固定有第二手柄。
10.优选的，所述推杆与所述取样箱滑动密封连接；所述取样箱的底部设置有单向进水阀和单向排水阀，所述单向进水阀通过管道连接有水源，所述单向排水阀连接有排水管，所述排水管的出口端位于所述取样箱的口部。
11.优选的，所述排水管的口部设置有沿水平方向布置的扇形喷头。
12.优选的，所述水源包括固定在取样箱下方的储水箱，所述单向进水阀通过进水管与所述储水箱内部连通，所述进水管位于所述储水箱内部的部分为软管，所述软管的末端连接有重力珠。
13.优选的，所述刮板的下端通过弹簧与所述取样箱连接。
14.优选的，所述刮板由透光材质制成，所述取样箱的底部设置有光敏电阻传感器，所述取样箱的口部设置有灯泡，所述灯泡的外周设置有透明保护罩，所述取样箱与所述盖子均为遮光材质制成，所述取样箱的侧壁上设置有透明视窗，所述取样箱位于透明视窗外侧的部分上开设有滑槽，滑槽内滑动连接有滑板，所述滑板由遮光材质制成；滑板滑动的过程中可使透明视窗从完全透光变成完全不透光；所述取样箱与所述盖子二者的连接的一端上分别设置有第一电磁铁和第二电磁铁，所述光敏电阻传感器通过控制器与所述第一电磁铁和所述第二电磁铁电性连接，当所述光敏电阻传感器感应到光照时，所述光敏电阻传感器通过控制器控制第一电磁铁和第二电磁铁均断电；当所述光敏电阻传感器未感应到光照时，所述光敏电阻传感器通过控制器控制第一电磁铁和第二电磁铁均通电且相互吸引。
15.优选的，所述取样箱内侧壁以及刮板的上端面均光滑。
16.本发明的有益效果：1.与现有技术相比，本发明在正在开采的采煤工作面施工下行瓦斯预抽钻孔的同时将钻孔延伸至准备进行工作面布置的煤层，对准备进行工作面布置的煤层的见煤岩综合分析，增加了可采煤层，地面不用施工勘探钻孔，井下又不用重新施工探煤孔就分析确定准备进行工作面布置的煤层是否可采，节约了瓦斯治理时间以及减少了瓦斯治理的材料及人员的投入，成功布置出一个煤质优质的工作面，延长了采区开采年限，增加煤采量为48.569万吨，精煤回收率为60%，给某矿创造直接经济效益高达1亿元。
17.2.与现有技术相比，本发明在煤样的装入和取出时十分便利，且煤样装入的过程中耗时短，煤样与空气几乎不会反应，煤样的成分含量几乎不会发生变化；通过喷雾，煤灰不容易扬起，避免煤样损失一部分，避免工人容易吸入得尘肺病；通过刮板的设置与喷雾的冲洗，煤样不会粘附在取样箱以及刮板上，从而提高最终分析检测的准确性。
18.3.尤其是，与现有技术相比，本发明在取样箱内部未装入煤样时，光敏电阻传感器可受到led灯的照射，因此，盖子可打开；从而取样箱中方可装入煤样；当取样箱中装入煤样过后，煤样将刮板遮盖，光敏电阻传感器无法受到led灯的照射，盖子不可打开；将取样箱携带至实验室中后，将滑板向上推动，露出透明玻璃视窗，使透明玻璃视窗被自然光照射，同理，盖子可再次打开，煤样方可取出；从而实现，一旦取样箱内部装入煤样后，不允许无关人员再将取样箱打开，从而可以避免煤样的混装或者洒出，必须将取样箱携带至实验室后方可打开，避免检测误差。
附图说明
19.图1为煤样的储存和运输装置的结构示意图。
具体实施方式
20.下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
21.实施例1：一种瓦斯治理简单、煤质优质的工作面布置方法，包括以下步骤：(1)确定煤层：确定准备进行工作面布置的煤层为19号煤层；(2)布置前系统分析：在正在开采的18号煤层的采煤工作面(18号煤层位于19号煤层的上方)施工下行瓦斯预抽钻孔的同时将钻孔延伸至19号煤层，对19号煤层进行采样化验灰分和硫分，确定精煤回收率，并且判定19号煤层厚度；本实施例中19号煤层距18号煤层层间距只有3至5米，平均层间距为4米，煤厚1.3米至1.9米、平均煤厚1.6米；经取样分析，19号煤层属中灰低硫煤，灰分(ag%)19-23%，硫分(sg%)0.2-0.3%，精煤回收率为60%左右。
22.工作面布置：根据步骤(2)中的分析结果采用现有的工作面布置方法布置出221908开采工作面。
23.步骤(2)中煤样的储存和运输采用如下装置：如图1所示，包括取样箱10，取样箱10为长方体状，取样箱10的顶部开口，取样箱10的口部卡接有外形为长方体状且下端开口的盖子30，盖子30的顶部中央固定有第二手柄31，取样箱10的内部滑动密封连接有长方形状的刮板13，刮板13与取样箱10同轴布置，取样箱10内侧壁以及刮板13的上端面均光滑，刮板13的下端中央同轴固定有推杆131，推杆131的下端竖直向下贯穿取样箱10的底部并且延伸至取样箱10的下方，推杆131与取样箱10滑动密封连接；推杆131的底部固定有第一手柄132；取样箱10的底部设置有单向进水阀12和单向排水阀11，单向进水阀12通过管道连接有储水箱20，储水箱20固定在取样箱10的下方，单向进水阀12通过进水管与储水箱20内部连通，进水管位于储水箱20内部的部分为软管21，软管21的末端连接有重力珠22，软管21与重力珠22的结构类似于婴儿的奶瓶中的橡胶软管21和重力珠22的结构，设置软管21与重力珠22的作用是当本发明倒置时，取样箱10仍然可以吸入水箱中的水；储水箱20的顶部设置有通孔，通孔内连接有塞子23，设置塞子23方便向储水箱20内部补充水；单向排水阀11连接有排水管111，排水管111内嵌在取样箱10的左侧壁上，排水管111的出口端位于取样箱10的口部，排水管111的口部设置有沿水平方向布置的扇形喷头112，扇形喷头112的出口端水平朝右布置。
24.当刮板13相对于取样箱10向上滑动时，取样箱10内部位于刮板13下方的部分产生负压，单向进水阀12打开，单向排水阀11关闭，取样箱10内部位于刮板13下方的部分吸入水箱中的水；当刮板13相对于取样箱10向下滑动时，取样箱10内部位于刮板13下方的部分产生正压，单向进水阀12关闭，单向出水阀打开，取样箱10内部位于刮板13下方的部分内部的水经排水管111和喷头排出；从而取样箱10相当于一个水泵。
25.如图1所示，为了避免刮板13从取样箱10中滑出，取样箱10的前后侧壁的口部各设置有一个挡块19。
26.装入煤样之前，打开盖子30，用手推动推杆131带动刮板13向上运动至上方的极限位置，取样箱10内部位于刮板13下方的部分吸入水，装煤样时，松开握住推杆131的手，刮板
13在自身重力下向下运动，将取样箱10内部的水挤压进入排水管111中并且经喷头喷出，同时煤样进入取样箱10中落在刮板13上，扇形喷头112喷出的水雾可以起到降尘的作用，避免煤灰扬起。
27.煤样装入后，盖上盖子30，避免取样箱10内部的水分挥发。
28.由于灰分测量采用马弗炉烧而硫分测量采用重量法或者高温燃烧法均要高温灼烧或者燃烧，因此加入水份不会对灰分和硫分的检测产生任何影响。
29.为了避免取样箱10携带的过程中吸水后的煤样粘附在刮板13上，不利于后期煤样的取出，因此，如图1所示，刮板13的下端通过弹簧14与取样箱10连接，取样箱10在携带的过程中，刮板13上下晃动，刮板13将煤样向上抛起后煤样再在自身重力下掉落再刮板13上，刮板13对煤样起到搅拌作用。同时，设置弹簧14还有一个作用就是：装入煤样时，刮板13位于上方的极限位置，同时弹簧14被拉伸，松开握住推杆131的手后，刮板13在自身重力以及弹簧14的作用力下快速向下运动，取样箱10口部可产生负压吸入煤样尤其是煤样中的煤灰，避免煤样的泄露。
30.一旦取样箱10内部装入煤样后，不允许无关人员再将取样箱10打开，从而可以避免煤样的混装或者洒出，必须将取样箱10携带至实验室后方可打开。
31.为了实现上述目的，因此，本实施例中刮板13由透光材质制成，具体为透明塑料板，如图1所示，取样箱10的底部设置有光敏电阻传感器15，取样箱10的口部设置有led灯171，led灯171的外周设置有透明塑料保护罩17，取样箱10与盖子30均为遮光材质制成，具体为不锈钢材质，取样箱10的右侧壁上开设有沿竖直方向布置的矩形孔，矩形孔的左部设置有沿竖直方向布置的透明视窗，透明视窗将矩形孔密封，透明视窗的材质为钢化玻璃，矩形孔的右部即位于透明视窗外侧的部分的侧壁上开设有滑槽16，滑槽16向上延伸至高度为矩形孔高度的两倍，滑槽16内滑动连接有能将矩形孔遮住的滑板161，滑板161由不锈钢材质材质制成；滑板161向下滑动的过程中可使滑板161与透明视窗从完全不对齐至完全对齐，即透明视窗从完全透光变成完全不透光；取样箱10与盖子30二者的连接的一端上分别设置有第一电磁铁和第二电磁铁，光敏电阻传感器15通过控制器与第一电磁铁和第二电磁铁电性连接，当光敏电阻传感器15感应到光照时，光敏电阻传感器15通过控制器控制第一电磁铁和第二电磁铁均断电，盖子30可打开；当光敏电阻传感器15未感应到光照时，光敏电阻传感器15通过控制器控制第一电磁铁和第二电磁铁均通电且相互吸引，盖子30不可打开。
32.本实施例中led灯171常亮，滑板161在自身重力下位于滑槽16的底部，在取样箱10内部未装入煤样之前，刮板13透光，因此，光敏电阻传感器15可受到led灯171的照射，因此，光敏电阻传感器15通过控制器控制第一电磁铁和第二电磁铁均断电，盖子30可打开；从而取样箱10中方可装入煤样；当取样箱10中装入煤样过后，煤样将刮板13遮盖，且由于煤样中加入了水，从而煤样可更加均匀地将刮板13遮盖，光敏电阻传感器15无法受到led灯171的照射，光敏电阻传感器15通过控制器控制第一电磁铁和第二电磁铁均通电且相互吸引，盖子30不可打开。将取样箱10携带至实验室中后，将滑板161向上推动，露出透明玻璃视窗，使透明玻璃视窗被自然光照射，同理，盖子30可再次打开，煤样方可取出。
33.盖子30打开后，将本发明倒置，刮板13在自身重力下向下运动，刮板13将煤样排出至指定的容器内部，同时取样箱10内部吸入水，待煤样排出完毕后，向上提推杆131，同理，
取样箱10排出水雾将刮板13以及保护罩17冲洗干净，确保led灯171与光敏电阻传感器15可持续配合。
34.由于煤样中加入了水，因此在后期煤样的分析检测中需要扣除加入的水的量，即取样箱10中的水的量的2两倍，取样箱10中的水的量可根据取样箱10装满水后排出的水的量进行测算。
35.为了方便本发明的放置，如图1所示，取样箱10的底部设置右4条支撑腿18，储水箱20固定在支撑腿18上。
36.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。