艾纯明周沁园夏季王大鹏穆效治李琨

1.辽宁工程技术大学安全科学与工程学院,辽宁葫芦岛 125000;2.矿山热动力灾害与防治教育部重点实验室,辽宁葫芦岛 125000;3.山西晋神沙坪煤业有限公司,山西忻州 034000

硫化氢(H2S)是一种多存在于煤矿井下的有害气体,较低浓度(＞9.13 mg/m3)即可造成人员中毒伤亡[1]。硫化氢还会导致燃烧、爆炸等事故发生,其强烈的化学活性使之易与金属设备发生反应[2],形成电化学腐蚀、应力腐蚀、“氢脆”破裂等,缩短井下金属设备使用寿命,带来安全隐患[3-5]。《煤矿安全规程》(2016)第一百三十五条规定,井下硫化氢最高允许浓度不得超过0.000 66%。

目前,煤矿治理硫化氢的方法主要包括加强通风管理[6]、化学试剂处理[7]、安装碱液喷洒装置[8]、设置风幕封闭综掘面[9]、吸附法治理[10]等。采用以上方法虽然能降低煤矿中的硫化氢浓度,但实施效果不尽人意。为此学者针对在煤层中钻孔注碱[11]展开了相关研究。高鑫浩[11]运用超前探查、复合增透技术抽采煤层气体,并在钻孔内注入碱液,取得了良好的治理效果;赵义胜等[12]采用深孔脉冲动压注水(碱)技术后,工作面硫化氢涌出量大幅度下降;孙维吉等[13]采用向煤层中注碳酸氢钠溶液的方法治理硫化氢,将硫化氢浓度从24.34 mg/m3降至9.13 mg/m3以下,并得出了日割煤刀数和硫化氢涌出量呈正比的结论;Zhang 等[14]通过改变碱液浓度来吸收硫化氢,得出碳酸钠溶液的浓度与硫化氢的去除率呈正相关。由上述研究可知,相对其他方法而言,煤层注碱治理硫化氢的方法可以从根本上解决硫化氢超限的问题。……