CN102323391A - 一种煤矿井下采空区的瓦斯分布测量方法 - Google Patents

一种煤矿井下采空区的瓦斯分布测量方法 Download PDF

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吴玉国
王俊峰
周春山
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Abstract

本发明涉及一种煤矿井下采空区的瓦斯分布测量方法，是根据煤矿井下采空区的情况，采用现场直接采样、传输、收集储存、测量、计算、分析对比、一条龙的测量方法，采用计算机技术，传感器信息收集气体的数据，由微计算机程序完成各项分析功能，此测量方法在采空区现场直接取样、传输、分析、打印数据，迅速快捷，数据翔实准确，能直接掌握采空区瓦斯分布状况，给治理、消除瓦斯危害提供了第一手现场资料，此测量方法严密先进，现场直观，方便准确安全，是十分理想的煤矿井下采空区气体分布测量方法。

Description

一种煤矿井下采空区的瓦斯分布测量方法
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下采空区的瓦斯分布测量方法，属于煤矿安全有关采空区瓦斯分布测量的技术领域。
背景技术
在煤矿井下采煤作业中，将会产生瓦斯气体，瓦斯事故是煤矿的突出灾害，瓦斯事故和死亡人数占到事故总数的50％以上，如何预防、消除瓦斯事故是一个非常重要的研究课题。
在采煤作业中，煤层中的瓦斯气体就会释放出来，一部分瓦斯气体随着煤炭运输、井下通风而排出，一部分瓦斯气体遗留在采空区，并在采空区进行储存集聚，使瓦斯的浓度增大，造成很大的安全隐患，因此，如何掌握、测量采空区的瓦斯分布是十分重要的，可为制定采空区瓦斯治理措施提供依据。
由于井下采空区人员无法达到，对煤矿井下采空区的瓦斯分布测量显得十分困难，目前测量方法较少，现有的方法测量准确性差，无法掌握真实的瓦斯分布规律，给治理采空区瓦斯带来了困难。
发明内容
发明目的
本发明的目的是针对背景技术的状况，对煤矿井下采空区瓦斯的分布测量用采用束管抽气、传感器采集信息、以及采用流体力学原理及计算机软件进行数据模拟，依靠微计算机程序完成采空区瓦斯分布测量，使测量的瓦斯浓度值准确、可靠，给瓦斯治理提供科学依据。
技术方案
本发明测量方法如下：
瓦斯气体测量是在煤矿井下采空区直接取样进行的，是在瓦斯分析仪上用微计算机处理器进行信息分析、程序化完成的；
(1)测量准备
①设置测量工作舱
测量工作舱为方舱式，恒定温度为22℃±2℃，相对湿度≤20％，为洁净、阴凉、干燥环境；
方舱内置放瓦斯分析仪、数据打印机、储气罐、束管采样装置；
②在工作面采空区设置采样探头，在工作面进回风巷道内设置采样束管，并把它们联通起来；
③在工作面内设置甲烷传感器，一氧化碳传感器，并通过传感器信号线与瓦斯分析仪联接；
(2)采取采空区瓦斯气体
开启采气泵，通过采样探头和采样束管，将瓦斯气体收集于瓦斯储气罐内；
(3)采集甲烷气体信息
将甲烷传感器置于工作面内，通过传感器信号线把采集到的甲烷气体信息传输到瓦斯分析仪；
(4)采集一氧化碳气体信息
将一氧化碳传感器置于工作面内，通过传感器信号线把采集到的一氧化碳气体信息传输到瓦斯分析仪；
(5)在采空区释放六氟化硫示踪气体，并收集混合后的瓦斯气体+六氟化硫气体，然后输入储气罐内；
(6)瓦斯分析仪测量
①瓦斯分析仪接受甲烷传感器信息，经微计算机处理器进行程序运算，得出甲烷气体值，并指令打印机打印出相关数据；
②瓦斯分析仪接受一氧化碳传感器信息，经微计算机处理器进行程序运算，得出一氧化碳气体值，并指令打印机打印出相关数据；
③将瓦斯气体储气罐内气体输入瓦斯分析仪中，由微计算机处理器进行瓦斯气体成分、浓度、量值分析，然后指令打印机打印出瓦斯气体信息；
④将采集的瓦斯气体+六氟化硫气体混合气体输入瓦斯分析仪中，由微计算机处理器进行对比分析，并指令打印机打印出对比分析信息；
⑤瓦斯分析仪测量工作面甲烷气体、一氧化碳气体、采空区瓦斯气体、采空区瓦斯气体+六氟化硫混合气体，是由分析仪的微计算机处理器程序完成的，测量程序使用VC语言平台，程序如下：
Figure BSA00000564408100041
Figure BSA00000564408100051
Figure BSA00000564408100061
Figure BSA00000564408100071
Figure BSA00000564408100081
Figure BSA00000564408100091
Figure BSA00000564408100101
Figure BSA00000564408100111
Figure BSA00000564408100121
Figure BSA00000564408100131
(7)测量处理
瓦斯分析仪对工作面甲烷气体、工作面一氧化碳气体、采空区瓦斯气体+六氟化硫混合气体进行分析，对比后得出采空区瓦斯气体的浓度、成分以及分布情况，并打印成文字材料，为治理采空区瓦斯提供依据。
有益效果
本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是根据煤矿井下采空区的瓦斯气体分布状况，采用现场直接采集、输送、储存、测量、计算、分析、对比一条龙的测量方法，同时采用计算机技术，利用传感器信息收集有害气体的数据，由微计算机程序完成各项分析功能，此测量方法在采空区现场直接取样、输送、分析、打印数据，迅速快捷，数据翔实准确，能直接掌握瓦斯状况，给治理、消除瓦斯危害提供了第一手现场资料，此测量方法严密先进，现场直观，方便准确安全，是十分理想的煤矿井下采空区瓦斯气体分布测量方法。
附图说明
图1为煤矿井下采空区瓦斯气体分布测量状态图
图中所示，附图标记清单如下
1、采空区进风束管采样器，2、采空区回风束管采样器，3、采空区，4、一氧化碳传感器，5、甲烷传感器，6、采煤工作面7、工作面回风采空区采样束管，8、工作面进风采空区采样束管9、煤柱，10、工作面开采煤层，11、工作面回风巷道，12、工作面进风巷道，13、传感器信号线，14、气体导管，15、采空区瓦斯储气罐，16、打印机，17、瓦斯分析仪，18、测量工作舱，19、采区回风巷，20、采区进风巷，21、采区进风流，22、采区回风流，23、工作面回风流，24、工作面进风流，25、采空区气体采样泵。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步说明：
图1所示，为煤矿井下采空区瓦斯气体测量状态图，各部位置、联接关系要正确，按序操作。
采空区的瓦斯气体分布测量是在煤矿井下直接进行的，在煤矿井下采煤工作面6两侧为煤柱9，在采煤工作面6、煤柱9内右部为采空区3，左部为工作面开采煤层10；在工作面开采煤层10与煤柱9之间设置回风巷道11和进风巷道12，并相互连通，回风巷道11联接采空区回风巷19，进风巷道12联通采区进风巷20，在回风巷19、进风巷20之间设有测量工作舱18；在采空区3内分左右设有采空区进风束管采样器1和采空区回风束管采样器2，采空区进风束管采样器1联接进风巷道12内的采样束管8，采空区回风束管采样器2联接回风巷道11内的采样束管7，采样束管7和采样束管8联接气体采样泵25，气体采样泵25通过气体导管14联接测量工作舱18内的瓦斯储气罐15；在采煤工作面6的回风侧设有一氧化碳传感器4和甲烷传感器5，并通过传感器信号线13与测量工作舱18内的瓦斯分析仪17联接；各联接气路要畅通，各联接导线要正确。

Claims (2)

1.一种煤矿井下采空区的瓦斯分布测量方法，其特征在于：
瓦斯气体测量是在煤矿井下采空区直接取样进行的，是在瓦斯分析仪上用微计算机处理器进行信息分析、程序化完成的；
(1)测量准备
①设置测量工作舱
测量工作舱为方舱式，恒定温度为22℃±2℃，相对湿度≤20％，为洁净、阴凉、干燥环境；
方舱内置放瓦斯分析仪、数据打印机、储气罐、束管采样装置；
②在工作面采空区设置采样探头，在工作面进回风巷道内设置采样束管，并把它们联通起来；
③在工作面内设置甲烷传感器，一氧化碳传感器，并通过传感器信号线与瓦斯分析仪联接；
(2)采取采空区瓦斯气体
开启采气泵，通过采样探头和采样束管，将瓦斯气体收集于瓦斯储气罐内；
(3)采集甲烷气体信息
将甲烷传感器置于工作面内，通过传感器信号线把采集到的甲烷气体信息传输到瓦斯分析仪；
(4)采集一氧化碳气体信息
将一氧化碳传感器置于工作面内，通过传感器信号线把采集到的一氧化碳气体信息传输到瓦斯分析仪；
(5)在采空区释放六氟化硫示踪气体，并收集混合后的瓦斯气体+六氟化硫气体，然后装入储气罐内；
(6)瓦斯分析仪测量
①瓦斯分析仪接受甲烷传感器信息，经微计算机处理器进行程序运算，得出甲烷气体值，并指令打印机打印出相关数据；
②瓦斯分析仪接受一氧化碳传感器信息，经微计算机处理器进行程序运算，得出一氧化碳气体值，并指令打印机打印出相关数据；
③将瓦斯气体储气罐内气体输入瓦斯分析仪中，由微计算机处理器进行瓦斯气体成分、浓度、量值分析，然后指令打印机打印出瓦斯气体信息；
④将采集的瓦斯气体和六氟化硫气体混合气体输入瓦斯分析仪中，由微计算机处理器进行对比分析，并指令打印机打印出对比分析信息；
⑤瓦斯分析仪测量工作面甲烷气体、一氧化碳气体、采空区瓦斯气体、采空区瓦斯气体+六氟化硫混合气体，是由分析仪的微计算机处理器程序完成的，测量程序使用VC语言平台，程序如下：
Figure FSA00000564408000041
Figure FSA00000564408000051
Figure FSA00000564408000061
Figure FSA00000564408000071
Figure FSA00000564408000081
Figure FSA00000564408000091
Figure FSA00000564408000101
Figure FSA00000564408000121
(7)测量处理
瓦斯分析仪对工作面甲烷气体、工作面一氧化碳气体、采空区瓦斯气体+六氟化硫混合气体进行分析，对比后得出采空区瓦斯气体的浓度、成分以及分布情况，并打印成文字材料，为治理采空区瓦斯提供依据。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下采空区的瓦斯分布测量方法，其特征在于：采空区的瓦斯气体分布测量是在煤矿井下直接进行的，在煤矿井下采煤工作面(6)两侧为煤柱(9)，在采煤工作面(6)、煤柱(9)内右部为采空区(3)，左部为工作面开采煤层(10)；在工作面开采煤层(10)与煤柱(9)之间设置回风巷道(11)和进风巷道(12)，并相互连通，回风巷道(11)联通采区回风巷(19)，进风巷道(12)联通采区进风巷(20)，在回风巷(19)、进风巷(20)之间设有测量工作舱(18)；在采空区(3)内分左右设有采空区进风束管采样器(1)和采空区回风束管采样器(2)，采空区进风束管采样器(1)联接进风巷道(12)内的采样束管(8)，采空区回风束管采样器(2)联接回风巷道(11)内的采样束管(7)，采样束管(7)和采样束管(8)联接气体采样泵(25)，气体采样泵(25)通过气体导管(14)联接测量工作舱(18)内的瓦斯储气罐(15)；在采煤工作面(6)的回风侧设有一氧化碳传感器(4)和甲烷传感器(5)，并通过传感器信号线(13)与测量工作舱(18)内的瓦斯分析仪(17)联接；各联接气路要畅通，各联接导线要正确
Figure FSA00000564408000122
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