CN101487388B - 煤矿回采采空区的气体检测方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤矿回采采空区的气体检测方法及其装置，可实时对煤矿回采采空区的气体进行动态检测。本发明是在煤矿回采区的回风顺槽中铺设一根具有多个检测通孔的硬质保护管，并使硬质保护管的第一个检测通孔位于采空区与工作面的结合处，气体收集管置于硬质保护管中，并分别从检测通孔穿出。检测时第一个检测通孔所对应的气体收集管与气体收集总管连通，实时收集采空区的气体，并送到检测中心进行气体分析。当回采工作面推进一定距离后再将第二个检测通孔所对应的气体收集管与气体收集总管连通，当硬质保护管中的最后一个气体收集管完成采集使命后铺设下一根硬质保护管，依次类推，即可实现采空区气体的动态检测。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿气体的检测，特别是一种煤矿回采采空区的气体检测方法及其装置。
背景技术
在煤矿生产过程中，煤矿回采工作面采空区的易自燃区域的气体成分及浓度对于安全生产来说是十分重要的，即：对回采工作面采空区的易自燃区域的煤层自燃监测和对工作面内有毒气体逸出的监测，是煤矿安全生产的一个重要前提。回采工作面每日都在推进，其采空区易自燃区域也随着工作面的移动而移动，因此监测区域也要随着工作面的推进而动态的改变。由于工作面在回采过程中，采空区顶部会垮塌及掉落大量的石块，同时煤壁也有片绑发生，加之采空区内的氧气成分较少，所以人员无法进入采空区，当然也就无法利用人力直接进行气体成分的收集。尽管对回采工作面采空区的易自燃区域的气体检测十分重要，但由于以上原因，目前还没有很好的办法对回采工作面采空区内的气体进行动态分析。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种煤矿回采采空区的气体检测方法及其装置，它可以实时、动态的对煤矿回采采空区的气体进行采集，送到检测中心进行气体分析。
本发明解决上述问题的思路是：利用收集管对回采工作面采空区的气体进行收集。这里需要考虑以下问题：其一，由于现代化采煤技术的应用，工作面机械化水平较高，在监测回采工作面采空区(主要是监测采空区的易自燃区域)时必须尽量减少对采煤生产的影响；其二，由于采空区的垮塌或掉落，必须对采集管路有较好的保护方式。
本发明解决上述问题的技术方案是：所提供的煤矿回采采空区的气体检测方法，其步骤是
1)在煤矿回采区的回风顺槽中铺设一根具有按设定距离排列的多个检测通孔的硬质保护管，并使硬质保护管的第一个检测通孔位于采空区与工作面的结合处；
2)将多根气体收集管插入上述硬质保护管中，每个气体收集管对应一个硬质保护管检测通孔，各个气体收集管的一端分别从对应的硬质保护管检测通孔穿出，各个气体收集管的另一端可选择性的与硬质保护管外部的气体收集总管连通，气体收集总管的另一端与气体收集器连通；
3)检测时，将硬质保护管第一个检测通孔所对应的气体收集管与气体收集总管连通，启动气体收集器，实时收集采空区气体，并送到检测中心进行气体分析；
4)随着回采工作面推移，当采空区与工作面的结合处到达硬质保护管第二个检测通孔的位置时，将硬质保护管第二个检测通孔所对应的气体收集管与气体收集总管连通，依次类推；
5)当第一根硬质保护管完全进入采空区后，再铺设第二根硬质保护管，按步骤3)、4)进行，依次类推。
针对具有积水的工作面，上述气体收集管的进气端可位于距采空区底面0.3米以上的高度，防止管路进水。通常情况下，气体收集管的进气端可位于距采空区底面0.3～0.6米的高度即可。
本发明所提供的煤矿回采采空区的气体检测装置具有一根铺设在回风顺槽中的硬质保护管，该硬质保护管延伸至采空区，硬质保护管上按设定间距设有检测通孔，硬质保护管内装有多根气体收集管，每个气体收集管对应一个硬质保护管检测通孔，各气体收集管的一端分别从硬质保护管上的检测通孔穿出，气体收集管的另一端与硬质保护管外部的气体收集总管连接，气体收集总管的另一端与气体收集器连通。
为了防止灰尘进入收集管，可在硬质保护管的检测通孔端设置滤尘器，气体收集管的端口置于滤尘器内。
为防止积水进入，应抬高气体收集管的进气端口，为此可在检测通孔处装设与硬质保护管相通的硬质竖管，滤尘器装在硬质竖管的端部，气体收集管的端口置于滤尘器中。
本发明采用了多段埋管技术，利用安全的回风顺槽铺设采集管路，随着工作面的推进，该采集管路逐渐进入采空区，工作人员只需将气体收集管依次进行换接即可，不但结构简单、易于操作，而且所需维护人员少。人们无需进入危险的正在回采的工作面采空区即可对采空区内的气体成分进行有效的动态采集。
附图说明
图1是本发明的气体检测工作示意图之一。
图2是本发明的气体检测工作示意图之二。
图3是本发明气体检测装置一个实施例的结构图。
具体实施方式
如图1所示：煤层1的两侧开设有进风顺槽2和回风顺槽3，工作人员在工作面区域4内进行生产操作。硬质保护管5采用镀锌水管，长约150米，铺设在回风顺槽3中。硬质保护管上钻有三个检测通孔51、52、53，第一个检测孔51位于硬质保护管5的端部，相邻检测通孔的间距为50米，此间距略大于该煤层易自燃区域与工作面的最远距离。在硬质保护管5中穿入三根软质收集管6，它们分别从三个检测通孔穿出，每根收集管负责收集一个测点的气样。三根收集管6通过转接开关7可选择性的与气体收集总管8连通，收集总管8与地面气体收集器连接。
从煤体自燃发火过程看，可将采空区划分为三个区域：散热区9、易自燃区10及窒熄区11。其中散热区9由于漏风强度较大，煤氧复合产生的热量被风流很快带走，煤温不会升高，煤层不易自燃。易自燃区10内由于煤体距离工作面有一定距离，风流小，其热量发散比较慢，同时由于氧气浓度较高，煤温容易升高而自燃。窒熄区11内由于煤体距离工作面较远，氧气浓度非常低，煤氧复合作用程度非常小，产生的极少量热量也能通过煤体自然传导散发掉，也不易自燃。因此三个区域中，采空区的易自燃区域是最危险的区域，同时也是最有检测意义的区域。
开始检测时，硬质保护管5端部的第一个检测通孔51位于采空区与工作面的结合处，将第一个检测通孔的气体收集管与气体收集总管8接通，其它两根收集管待用，此时，第一个检测通孔51处的收集管端口就是第一个采样点。启动地面气体收集器的气泵，来自采空区的气体通过气体收集管和收集总管被吸入气体收集器内，然后送到检测中心进行分析。刚开始采集的是散热区的气体，这个过程较短，随着工作面的推进，第一个采样点很快就进入易自燃区10，采集易自燃区的气体。
如图2所示，随着采掘工作面的推进，易自燃区段10也随之移动。当工作面推进50米后，将第二个检测通孔52的气体收集管与气体收集总管8接通，第一个检测通孔51的气体收集管废弃，第三个检测通孔53的气体收集管待用。当工作面再推进50米后，将第三个检测通孔53的气体收集管与气体收集总管8接通。当采掘工作面又推进50米时，敷设第二根硬质保护管，并将其中的第一个收集管与气体收集器连通，依次类推，即可对采空区内的气体进行动态检测。硬质保护管及气体收集管可预先在顺风通道中总装在一起，这样可以节约铺设时间，并且不影响采掘生产和采样工作的进行。
图3给出了本发明硬质保护管及气体收集管的总成结构图。硬质保护管5由多根2英寸镀锌水管通过管接头连接而成，其上三个检测通孔处装有与硬质保护管相通的硬质竖管54，硬质竖管54的长度一般为0.3～0.6米，本实例的硬质竖管长度为0.5米。在硬质保护管5中装有三根直径为8毫米不同标记的软质气体收集管6，三根气体收集管6再分别穿入三根硬质竖管54，在硬质竖管54的端部装有滤尘器55，气体收集管6的端口置于滤尘器55中。为了进一步保护采样端口，在滤尘器55的外面可安装一个带孔花管。使用时硬质保护管铺设在回风顺槽的底部，硬质竖管靠在在回风顺槽的侧壁，必要时加装固定卡。
Claims (6)
1.一种煤矿回采采空区的气体检测方法，其步骤是
1)在煤矿回采区的回风顺槽中铺设一根具有按设定距离排列的多个检测通孔的硬质保护管，并使硬质保护管的第一个检测通孔位于采空区与工作面的结合处；
2)将多根气体收集管插入上述硬质保护管中，每个气体收集管对应一个硬质保护管检测通孔，各个气体收集管的一端分别从对应的硬质保护管检测通孔穿出，各个气体收集管的另一端可选择性的与硬质保护管外部的气体收集总管连通，气体收集总管的另一端与气体收集器连通；
3)检测开始是：将硬质保护管第一个检测通孔所对应的气体收集管与气体收集总管连通，启动气体收集器，实时收集采空区气体，并送到检测中心进行气体分析；
4)随着回采工作面推移，当采空区与工作面的结合处到达硬质保护管第二个检测通孔的位置时，将硬质保护管第二个检测通孔所对应的气体收集管与气体收集总管连通，依次类推；
5)当第一根硬质保护管完全进入采空区后，再铺设第二根硬质保护管，按步骤3)、4)进行，依次类推。
2.根据权利要求1所述的气体检测方法，其特征是气体收集管的进气端位于距采空区底面0.3米以上的高度。
3.实现权利要求1所述方法的煤矿回采采空区的气体检测装置，其特征是具有一根铺设在回风顺槽中的硬质保护管，该硬质保护管延伸至采空区，硬质保护管上按设定间距设有检测通孔，硬质保护管内装有多根气体收集管，每个气体收集管对应一个硬质保护管检测通孔，各气体收集管的一端分别从硬质保护管上的检测通孔穿出，气体收集管的另一端与硬质保护管外部的气体收集总管连接，气体收集总管的另一端与气体收集器连通。
4.根据权利要求3所述的气体检测装置，其特征是所说的硬质保护管的检测通孔端设置滤尘器，气体收集管的端口置于滤尘器内。
5.根据权利要求3所述的气体检测装置，其特征是所说的检测通孔处装设与硬质保护管相通的硬质竖管，滤尘器装在硬质竖管的端部，气体收集管的端口置于滤尘器内。
6.根据权利要求5所述的气体检测装置，其特征是硬质竖管的长度为0.3～0.6米。
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