煤矿硫化氢赋存机理及治理研究

H2S是煤矿有毒有害气体之一，因一般煤矿瓦斯中H2S正常含量很低，所以目前对煤矿中H2S的治理研究涉及得很少。近年来，随着开采范围的扩大和开采深度的增加，不少煤矿瓦斯中H2S气体异常（即瓦斯中H2S气体的浓度＞0.0006％），严重影响到矿井煤炭资源的开发和工人的身体状况。本文以西曲矿9号煤层H2S气体超标的工作面为研究对象，在参照相关领域H2S治理研究的基础上，综合研究了煤矿H2S的成因及治理方法。深入研究了西曲矿9号煤19102工作面硫化氢的涌出规律，确定了以脉冲动压注碱为主、喷洒碱水、个体保护为辅的硫化氢综合治理方案，科学地确定了方案中的各参数，经过工业性试验，达到了预期的效果，硫化氢的浓度达到了煤矿安全规程要求，保证了19102工作面开采的顺利进行，取得了较大的经济社会效益，为西曲矿后期9号煤的开采及相似条件下高硫化氢煤层开采积累了经验，丰富了我国煤矿灾害防治理论及实践。 本论文主要包括三个方面的内容①根据地下矿藏硫化氢成因，综合分析煤矿硫化氢成因及西曲矿9号煤硫化氢成因；②硫化氢治理方法；③西曲矿硫化氢治理方案及现场治理措施。 （1）根据硫化氢的成因机理可将自然界中的硫化氢分为3类成因类型：生物成因、热化学成因和火山喷发成因等。煤岩层中硫化氢的涌出是防治硫化氧的重点，而搞清煤岩层中硫化氢的成因，是掌握其分布规律及特点的基础，但这方面的研究极少，本文以枣庄八一煤矿为例，以其硫化氢成因机理的研究成果作为参考，研究了西曲矿9号煤的硫化氢成因，研究结果表明：西曲矿9号煤的硫化氢既可能是硫酸盐还原菌对硫酸盐的异化还原作用而形成，也可能是8号煤采空区的次生生物降解作用形成，或二者兼而有之，这两种成因能较好地解释9号煤硫化氢条带状分布的特点。 （2）净化含硫化氢废气的治理方法分为：a、吸收法：物理溶剂吸收、化学溶剂吸收；b、吸附法：可再生的吸附剂、不可再生的吸附剂吸附；c、氧化法；d、分解法：热分解、微波技术分解；e、生物法。综合分析硫化氢处理方法，碱液吸收硫化氢的方法是煤矿井下工作面治理硫化氢的可行方法，本文确定了碳酸钠作吸收剂吸收H2S，溶液的适宜浓度为3％到5％。 （3）在深入研究9号煤物理力学性质的基础上，确定了注碱的方案及工艺参数，首次采用深孔脉冲动压注碱工艺治理长壁工作面硫化氢气体，工业试验表明，本文的方法是可行的。