硫化氢治理分析及研究

硫化氢治理分析及研究
一、概述
大汶口石膏矿区地处中朝准地台，鲁西断块隆起的大汶口断陷盆地中，盆地内发育第四系、第三系。

下第三系内赋存丰富的石膏，石膏矿带顶、底板钙质页岩中，赋存大量的硫化氢气体，具有承压性，有突出的危险，严重影响和威胁着我们的人身安全和国家财产的安全。

目前，国内外还没有成熟的经验治理硫化氢。

1999年6月，山东省第二地质勘探院受汶阳镇的委托对高杭矿段汶阳石膏矿进行了地质勘探，2001年4月中煤第七十一工程处受国家庄煤矿的委托承建，2002年10月，国家庄煤矿接产续建。

现续建工程已进入尾声。

根据现有的井巷工程揭露，井田内构造裂隙发育，与顶底板硫化氢气体的导通提供了条件，膏层中特别是顶底板泥岩、页岩中硫化氢的含量是比较高的，自建井以来检测结果，矿带Ⅱ层膏及底板硫化氢的含量高，最高浓度为46PPm，Ⅲ层膏中夹层页岩中也含有硫化氢气体。

针对以上情况，国家庄煤矿在汶阳石膏矿组织了硫化氢的治理及研究，提出了具体的实施方案：
①探测硫化氢气体的赋存层位、突出规律；
②加强通风管理，降低空气中的硫化氢含量；
③降低承压硫化氢压力，防止突出，找出硫化氢突出的最小隔离层厚度；降低无效工作和不必要的浪费，准确确定顶、底膏的留膏厚度，提高回采率；
④加强硫化氢气体观测，配备急救物品，保护国家财产和人身安全，把损失降到最低；
⑤向巷道顶、底板注石灰水，中和岩层中的硫化氢气体，其化学反应方程式为：
H2S + Ca（OH）2 = CaS ↓+ 2H2O
二、实施情况
通过以上具体方案，我们分别在混合井井筒、风井井筒、-160m轨道运输东大巷、-150m东翼总回风巷、一、二采区联合回风上山进行了具体方案实施。

1、2002年4月混合井井筒见石膏矿带，我们及时配备了硫化氢检测仪，检测风流中的硫化氢浓度，并在底板打硫化氢释放眼，结果发现在膏层的顶、底板钙质页岩中存在大量的硫化氢气体其浓度高达46PPm；2002年10月~2003年4月在井巷工程施工中，又分别在-160m轨道运输东大巷、-150m东翼总回风巷、一、二采区回风上山用岩石电钻分别在膏层中及膏层顶、底板打钻，寻找硫化氢赋存层位，通过钻探，证实了上述结论的正确，并发现了构造裂隙内含水及
硫化氢气体，用硫化氢检测仪测试，孔内浓度均在100PPm 以上；膏层中硫化氢含量较小；
2、加强局部通风管理，降低空气中的硫化氢浓度。

采取压入式通风方式，把局扇设在新鲜风流中，风筒距迎头的距离不大于10m，风筒吊挂做到平、直、稳，无挤压，并严密不漏风，弯头缓慢，保证通风质量，使迎头得到新鲜的空气，以降低硫化氢气体的含量，防止重大事故；
3、2002年10月~2003月4月，又分别在-160m轨道运输东大巷、一、二采区回风上山巷道底板按1×1m打眼，眼深0.6~0.8m释放降压，并安好释放器。

打眼时人员在风筒出口处的新鲜空气中，面部避开释放眼的位置，并用硫化氢检测仪观测，发现硫化氢浓度在6.6PPm以上时，立即停止作业，采取针对性措施，进行处理；根据实验结果，取得了经验隔离层厚度：底板不小于0.5m，顶板不小于1.2m；
4、配备氧气呼吸器和硫化氢检测仪。

用硫化氢检测仪观测巷道中硫化氢浓度达到6.6PPm时，要立即组织人员撤到新鲜风流中，加强通风。

发现巷道顶、底板出现暴裂征兆时，要立即组织人员撤到新鲜风流中，汇报调度室，通知有关部门佩带氧气呼吸器进行抢救；
5、2003年1月在-150m东翼总回风巷向巷道顶、底板注石灰水，中和岩层中的硫化氢气体，其化学反应方程式为：
H2S + Ca（OH）2 = CaS ↓+ 2H2O
经过实验-150m东翼总回风巷回风流中硫化氢气体含量由原来的2~3PPm降到0PPm；
6、2003年2月在井底车场泵房管子道，由于管子道地层层位为矿带Ⅱ膏底板，硫化氢含量较高，采用了SF-1或SF-5 硫化氢高效吸收剂用来喷洒巷道，吸收空气中的硫化氢气体。

由原来的2~3PPm降到0PPm。

结果表明效果明显，没有出现伤人事故，实现了安全生产。

三、社会效益及经济效益
通过以上硫化氢治理技术方案的实施，取得了明显的效果，取得了硫化氢突出的经验隔离层厚度底板不小于0.8m，顶板不小于1.2m，为合理留设顶底膏厚度提供了设计依据。

施工中没有发生硫化氢突出伤人事故，保证了国家财产和人身安全，与邻矿相比减少硫化氢治理投资上百万元，填补了石膏矿开采无法治理硫化氢突出的空白。

四、结论
1、井田内构造裂隙发育，硫化氢气体的赋存在膏层的顶底板钙质页岩中，与井田内构造裂隙导通，裂隙内含水及硫化氢气体，膏层中硫化氢含量较小；
2、加强局部通风管理，降低空气中的硫化氢浓度是最
简单可行的办法；
3、在巷道顶底板打释放眼，安好释放器，释放降压，效果明显；
4、向巷道顶、底板注石灰水，中和岩层中的硫化氢气体，降低岩层的含量；
5、氧气呼吸器和硫化氢检测仪，是在石膏矿开采中，必不可缺少的物品。

五、推广应用
硫化氢突出治理上述技术方法，具有操作简单，投资少，效果好，无论在经济上还是在技术上都是可行的，基本能够满足石膏矿开采的人身安全和国家财产的安全的需要，在我们汶阳石膏矿应用后，取得了良好的社会效益和经济效益，实现了安全生产。

本技术可推广应用。

※
硫化氢治理分析及研究
肥城矿业集团国家庄煤矿
2003年6月1日
科学技术成果评议证书编号（）肥矿科评字号
成果名称：硫化氢治理分析及研究
完成单位：肥城矿业集团公司国家庄煤矿
评议形式：
组织评议单位：
评议日期：
一、成果简要说明及主要技术指标
大汶口石膏矿区地处中朝准地台，鲁西断块隆起的大汶口断陷盆地中，盆地内发育第四系、第三系。

下第三系内赋存丰富的石膏，石膏矿带顶、底板钙质页岩中，赋存大量的硫化氢气体，具有承压性，有突出的危险，严重影响和威胁着我们的人身安全和国家财产的安全。

目前，国内外还没有成熟的经验治理硫化氢。

为解决这一问题，矿组织有关技术人员经过多方面的研究、考察、论证，决定首先寻找硫化氢的赋存层位及突出规律；然后加以治理：①打眼释放、加强通风管理；
②根据硫化氢的性质用化学方法，向岩层内注碱水中和硫化氢；
③采用SF-1或SF-5 硫化氢高效吸收剂用来喷洒巷道，吸收空气中的硫化氢气体；
④配备氧气呼吸器和硫化氢检测仪。

通过以上方法治理，无论在经济上还是在技术上都是可行的，保证了石膏矿开采的人身安全和国家财产的安全。

主要技术参数：
1、释放眼密度1×1m、深0.6～0.8m，经验隔离层厚度底
板0.5m，顶板1.2m；
2、加强通风管理，降低空气中的硫化氢气体。

风筒距迎头
的距离不大于10m；
3、向岩层内注入的碱水为石灰水；硫化氢高效吸收
剂为SF-1或SF-5；
4、工作环境为井下，通风方式为压入式通风；
二、推广应用前景及效益预测
当下第三系石膏矿带顶、底板钙质页岩中，赋存的大量的、具有承压性的硫化氢气体，有突出危险时，打眼释放降压，有效地预防了硫化氢的突出；加强通风和用高效吸收剂吸收空气中的硫化氢气体；向岩层内注碱水中和硫化氢，使岩层中的硫化氢含量降低。

上述技术方法，具有操作简单，投资少，效果好，无论在经济上还是在技术上都是可行的，能够满足石膏矿开采的人身安全和国家财产的安全的需要，在我们汶阳石膏矿应用后，取得了良好的社会效益和经济效益，实现了安全生产，给家庭、企业和国家避免了巨大经济损失。

本技术可推广应用。

三、评议意见
国家庄煤矿汶阳石膏矿的《硫化氢治理分析及研究》技术，具有操作简单，投资少，效果好，无论在经济上还是在技术上都是可行的，给家庭、企业和国家避免了巨大经济损失，填补了我公司关于石膏矿开采没有成熟经验治理硫化氢的空白。

该技术投入使用后，经过实地检查，各种技术指标均达到要求效果良好，保证了我们的人身安全和国家财产的安全，实现了安全生产，具有较高的应用价值和推广前景。

本课题提供的资料齐全、完整、数据准确可靠，符合评议要求，同意通过评议。

评议技术负责人：
2003年月日。