煤礦回采工作面沿程漏風(fēng)分布的測定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤礦安全生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種煤礦回采工作面沿程漏風(fēng)分布 的測定方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦井漏風(fēng)（air leakage of mine)是指供風(fēng)量中從礦井生產(chǎn)無關(guān)的通道流失的風(fēng) 量。煤礦回采工作面漏風(fēng)指工作面通風(fēng)中未經(jīng)人員作業(yè)的采場空間而通過采空區(qū)、通風(fēng)構(gòu) 筑物和煤巖柱裂隙等漏風(fēng)通道直接流入回風(fēng)通道的風(fēng)量。
[0003] 礦井漏風(fēng)會容易造成用風(fēng)地點風(fēng)量不足、采空區(qū)遺煤自燃、巷道瓦斯積聚(超限） 和瓦斯爆炸等事故。準(zhǔn)確測定井下漏風(fēng)，掌握工作面漏風(fēng)量及漏風(fēng)分布情況，可以減少礦井 漏風(fēng)并提高礦井有效風(fēng)量，避免漏風(fēng)引起的各種事故，可為礦井安全生產(chǎn)提供安全保障。
[0004] 如圖1所示，煤礦工作面的漏風(fēng)主要包括兩部分，一部分為回采工作面3內(nèi)部沿程 漏風(fēng)(簡稱工作面內(nèi)部漏風(fēng))，由進風(fēng)巷道1的部分新鮮風(fēng)流直接流入采空區(qū)2并經(jīng)工作面 上隅角后匯入回風(fēng)巷道4的乏風(fēng)流中；另一部分為鄰近回采工作面的采空區(qū)漏風(fēng)(簡稱工 作面外部漏風(fēng))，該風(fēng)流在回采工作面3通風(fēng)壓力的作用下經(jīng)煤柱裂隙通道流入本工作面采 空區(qū)，并經(jīng)工作面上隅角后匯入回風(fēng)巷道4的乏風(fēng)流中。
[0005] 目前，對工作面漏風(fēng)量測定技術(shù)的原理是通過測定工作面進風(fēng)巷道風(fēng) 量各、回風(fēng)巷道風(fēng)量.，計算進回風(fēng)巷道間的風(fēng)量差值（.-各），即為煤礦回采 工作面漏風(fēng)量。巷道風(fēng)量的測定方法是采用測定巷道斷面及風(fēng)速后計算得出，即 0 = 5x7。測點處的風(fēng)速往要通過機械式或電子式風(fēng)表直接測定，或采用皮托管測定 風(fēng)流點壓力（靜壓、速壓)，利用風(fēng)流速壓進行間接計算；測點處巷道面積5主要通過皮尺測 量。
[0006] 利用進風(fēng)巷道、回風(fēng)巷道之間風(fēng)量差值計算漏風(fēng)量的方法有以下缺點： (1) 該方法僅能測量工作面外部漏風(fēng)，即由鄰近工作面采空區(qū)漏入的風(fēng)量，不能測定由 進風(fēng)巷漏入采空區(qū)的工作面內(nèi)部漏風(fēng)量； (2) 無法確定工作面沿程的漏風(fēng)分布情況。
[0007] 目前對工作面漏風(fēng)通道的定性檢測，主要采用六氟化硫（SF6)做為示蹤氣體，在可 能的漏風(fēng)源處釋放，利用快速檢測儀在工作面回風(fēng)流處檢測，若檢測有3匕信號響應(yīng)，即表 明該漏風(fēng)通道存在，若無響應(yīng)即認為該漏風(fēng)通道不存在。
[0008] 由于工作面沿程漏風(fēng)量較小，風(fēng)速較低，采用風(fēng)表測量誤差加大。目前對工作面沿 程漏風(fēng)分布情況的分析主要利用商業(yè)軟件對工作面及采空區(qū)內(nèi)的通風(fēng)流場進行數(shù)值模擬 后分析工作面沿程漏風(fēng)情況。數(shù)值模擬(實驗）的方法具有成本低、計算速度快等優(yōu)點。但 由于煤礦井下工作面通風(fēng)及漏風(fēng)情況受工作面支護方式、漏風(fēng)通道、巷道斷面光滑程度等 因素影響，在數(shù)值模擬中難以再現(xiàn)實際情況，而是通過一定的簡化和省略，導(dǎo)致計算結(jié)果與 實際有一定差別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種易于操作、安全可靠、測試精度 高的煤礦回采工作面沿程漏風(fēng)分布的測定方法。
[0010] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：煤礦回采工作面沿程漏風(fēng)分布 的測定方法，包括以下步驟， (1) 布置測點：沿進風(fēng)巷道、回采工作面和回風(fēng)巷道中的風(fēng)流流經(jīng)路線布置測點〇、1、 2......10,相鄰兩個測點間距為l〇-15m，以確保釋放的5^氣體能均勻混合，測點布置數(shù)量 依據(jù)工作面長度而定； (2) 在測點1位置按照一定速率、連續(xù)穩(wěn)定釋放純SF6氣體lOmin，釋放后3min，6min， 9min時分別在測點0位置的巷道的左、中、右各采集氣樣1份，在測點0處采集氣樣9份，并 標(biāo)記編號； (3) 步驟（2)完成5分鐘后，按照步驟（2)所述的操作方式在測點2釋放純SF6氣體、 在測點1位置采集氣樣9份并標(biāo)記編號； (4) 依次類推，分別在測點3、4、5、6、7、8、9、10釋放純SF6氣體、在測點2、3、4、5、6、7、 8、9位置各采集氣樣9份； (5) 實驗室測定：將采集氣樣送至實驗室分析SF6濃度，并將相關(guān)測試數(shù)據(jù)記入工作面 沿程漏風(fēng)分布測試記錄表中，該表格如下所示，相關(guān)測試數(shù)據(jù)包括SF 6釋放速率7和SF6& 度A; 表1 工作面沿程漏風(fēng)分布測試記錄表
【主權(quán)項】
1. 煤礦回采工作面沿程漏風(fēng)分布的測定方法，其特征在于：包括以下步驟， (1) 布置測點：沿進風(fēng)巷道、回采工作面和回風(fēng)巷道中的風(fēng)流流經(jīng)路線布置測點〇、1、
2......10,相鄰兩個測點間距為l〇-15m，以確保釋放的5^氣體能均勻混合，測點布置數(shù)量 依據(jù)工作面長度而定； (2) 在測點1位置按照一定速率、連續(xù)穩(wěn)定釋放純SF6氣體lOmin，釋放后3min，6min， 9min時分別在測點0位置的巷道的左、中、右各采集氣樣1份，在測點0處采集氣樣9份，并 標(biāo)記編號； (3) 步驟（2)完成5分鐘后，按照步驟（2)所述的操作方式在測點2釋放純SF6氣體、 在測點1位置采集氣樣9份并標(biāo)記編號； (4) 依次類推，分別在測點3、4、5、6、7、8、9、10釋放純SF6氣體、在測點2、3、4、5、6、7、 8、9位置各采集氣樣9份； (5) 實驗室測定：將采集氣樣送至實驗室分析SF6濃度，并將相關(guān)測試數(shù)據(jù)記入工作面 沿程漏風(fēng)分布測試記錄表中，相關(guān)測試數(shù)據(jù)包括SF 6釋放速率7和SF6濃度A ; (6) 各測點處風(fēng)量計算：根據(jù)表中的各釋放點的q及A值，按照下式分別計算各釋放點 處的風(fēng)量值、仏......Q1Ci)，即為工作面沿程的風(fēng)量分布；
式中：Q--巷道風(fēng)量，m3/min ; q--3?6氣體釋放速率，ml/min ; A-一SF6氣樣濃度； (7) 回采工作面總漏風(fēng)量確定：即為（Qltl-Q1) (8) 沿程漏風(fēng)量計算及作圖： 沿程各段的漏風(fēng)量即為（Q9_Q8)、（Q8 _Q7)、（Q7_Q6)、......（Q 4_Q3)、（Q3_Q2)，通過圖不即 可直觀地看出回采工作面沿程漏風(fēng)分布規(guī)律。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的煤礦回采工作面沿程漏風(fēng)分布的測定方法，其特征在于：釋 放純SF6氣體時采用SF 6氣體高壓氣瓶，并通過安裝在SF 6氣體高壓氣瓶的出氣管上的浮子 流量計監(jiān)測SF6氣體的釋放速率。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的煤礦回采工作面沿程漏風(fēng)分布的測定方法，其特征在于： 所述測點〇、1在回風(fēng)巷道內(nèi)，測點2、3......9在回采工作面，測點10在進風(fēng)巷道內(nèi)。
【專利摘要】煤礦回采工作面沿程漏風(fēng)分布的測定方法，包括以下步驟：（1）布置測點；（2）在測點1位置按照一定速率、連續(xù)穩(wěn)定釋放純SF6氣體10min，在測點0處采集氣樣9份，并標(biāo)記編號；（3）按照步驟（2）所述的操作方式在測點2釋放純SF6氣體、在測點1位置采集氣樣9份并標(biāo)記編號；（4）依次類推，分別在其他測點各采集氣樣9份；（5）實驗室測定；（6）各測點處風(fēng)量計算；（7）回采工作面總漏風(fēng)量確定；（8）沿程漏風(fēng)量計算及作圖。本發(fā)明可快速、準(zhǔn)確的測定工作面沿程風(fēng)量分布及查明工作面的內(nèi)、外部漏風(fēng)情況，為煤礦技術(shù)人員進行工作面風(fēng)量管理，減少工作面漏風(fēng)、防止煤炭自燃和瓦斯積聚等提供依據(jù)，為煤礦安全生產(chǎn)提供技術(shù)保障。
【IPC分類】G01D21-00
【公開號】CN104729560
【申請?zhí)枴緾N201510027411
【發(fā)明人】高建良, 楊明, 張學(xué)博, 王曉楠, 候三中
【申請人】河南理工大學(xué)
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年1月20日