CN106568553A - 一种示踪气体体积分数积分测算工作面架后漏风量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种示踪气体体积分数积分测算工作面架后漏风量的方法，在工作面下隅角，将示踪气体恒量释放至工作面下隅角附近采空区内一定深度位置，沿工作面面长方向每隔一段距离，利用测气管从支架间的缝隙抽取气体，分析测点示踪气体体积分数，绘制支架后示踪气体体积分数分布曲线，该曲线下包含横坐标区域为采空区向工作面巷道漏风区域。采用积分法，求示踪气体体积分数曲线下包围的面积，为采空区漏风稀释的示踪气体体积分数，将释放的示踪气体量除以该示踪气体体积分数即为该U型通风工作面漏入采空区的总漏风量。各段示踪气体体积分数占积分后体积分数的比值再乘以采空区总漏风量，为工作面各段漏风量。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿漏风检测技术领域，适用于采煤工作面支架后采空区漏风测试方法。
背景技术
煤矿井下U型通风方式的采煤工作面推进过程中，不可避免的会出现工作面进风侧的风流漏入支架后采空区，在工作面回风侧再进入工作面的情况。这种漏风不仅不利于采空区遗煤自燃的防治，而且不利于采煤工作面的瓦斯防治、通风除尘和降温。为减小这种采空区漏风，煤矿井下对工作面上下隅角采用堆垛充填和进风侧挂挡风帘的方式，控制漏风。采空区漏风的控制效果如何，往往需要对工作面沿面长方向进行漏风测试。测试的方法有两种：一种是沿工作面面长方向，将工作面划分若干段，分段测试各段风量，汇总后形成工作面面长方向的漏风情况，判定工作面与架后采空区之间的漏风特征；第二种是示踪气体法，在工作面面长的进风侧某个位置释放示踪气体，在面长方向的回风侧巷道内布置测点，测试示踪气体体积分数(浓度)，根据漏风稀释原理，计算采空区向工作面的漏风。第一种方法受风量测试准确性和各测段不能同时进行的影响，其结果较为粗略，而且测试工作量大，应用较少。第二种测试方法假定漏风源仅仅是采空区内进风巷侧的一点，未能考虑沿面长方向漏风整体特性，与实际不符；而且由于释放点位于工作面，会导致示踪气体漏入采空区后，再在测试点漏出，使各检测点的示踪气体体积分数不等值的偏高，导致测试结果不准。
发明内容
为实现U型通风方式下支架后与工作面间漏风的准确测试，本发明提出一种示踪气体体积分数积分测算工作面架后漏风量的方法。
一种示踪气体体积分数积分测算工作面架后漏风量的方法，在工作面下隅角进风侧布置示踪气体释放钢瓶，利用减压阀、流量控制装置以及释放管道将示踪气体恒量释放至工作面下隅角附近采空区内一定深度位置，避免进风巷风流动压对示踪气体的影响。沿工作面面长方向每隔一定数量的支架，利用测气管从支架间的缝隙伸入支架后，抽取采空区内气体，将其注入气体取样袋，带至地面，利用气相色谱仪分析示踪气体体积分数。以面长方向为横坐标，示踪气体体积分数为纵坐标，将各测点的示踪气体体积分数落在坐标图中，用光滑的曲线连接各点，并依该曲线趋势对其延长，分别与横坐标以及纵坐标相交，该光滑曲线即为支架后漏风风流中示踪气体体积分数分布曲线。包含示踪气体体积分数的工作面面长区域即为采空区向工作面巷道空间的漏风区域；不包含示踪气体体积分数的工作面面长区域，即为工作面巷道向采空区漏风区域。利用积分法，求示踪气体体积分数曲线下包围的面积，该面积即为恒量释放的示踪气体因采空区漏风稀释而产生的整体示踪气体体积分数。用释放的示踪气体恒量值除以整体示踪气体体积分数即为该U型工作面漏入采空区的总漏风量。将各测点的示踪气体体积分数除以整体示踪气体体积分数，再乘以总漏风量，即为各测点的分段架后漏风量。测试工作面回风风流中示踪气体体积分数，将整体示踪气体体积分数除以回风流中示踪气体体积分数，即为采空区漏风占工作面总风量的比例。
本发明通过合理布置示踪气体释放点和采样点，采用恒量释放示踪气体方式，可判定U型通风方式工作面支架后采空区的漏风特征。方法简单，易于操作，测试结果准确性高，包含的信息量大，不仅可以获知漏风分布特征，而且可获知漏风量的大小。
附图说明
图1是一种示踪气体体积分数积分测算工作面架后漏风量的方法测试原理示意图。
图中标号：1—工作面进风巷、2—示踪气体钢瓶、3—示踪气体释放管道、4—工作面回风巷、5—回风巷示踪气体取样点、6—支架后示踪气体取样点及测气管、7—工作面采空区。
具体实施方式
如图1所示，一种示踪气体体积分数积分测算工作面架后漏风量的方法，按如下过程进行：
在工作面下隅角进风侧布置示踪气体释放钢瓶，利用减压阀、流量控制装置以及释放管道将示踪气体恒量释放至工作面下隅角附近采空区内一定深度位置，避免进风巷风流动压对示踪气体的影响。
沿工作面面长方向每隔一定数量的支架，利用测气管从支架间的缝隙伸入支架后，抽取采空区内气体，将其注入气体取样袋，带至地面，利用气相色谱仪分析示踪气体体积分数。
以面长方向为横坐标，示踪气体体积分数为纵坐标，将各测点的示踪气体体积分数落在坐标图中，用光滑的曲线连接各点，并依该曲线趋势对其延长，分别与横坐标以及纵坐标相交，该光滑曲线即为支架后漏风风流中示踪气体体积分数分布曲线。包含示踪气体体积分数的工作面面长区域即为采空区向工作面巷道空间的漏风区域；不包含示踪气体体积分数的工作面面长区域，即为工作面巷道向采空区漏风区域。
利用积分法，求示踪气体体积分数曲线下包围的面积，该面积即为恒量释放的示踪气体因采空区漏风稀释而产生的整体示踪气体体积分数。
用释放的示踪气体恒量值除以整体示踪气体体积分数即为该U型工作面漏入采空区的总漏风量。
将各测点的示踪气体体积分数除以整体示踪气体体积分数，再乘以总漏风量，即为各测点的分段架后漏风量。
测试工作面回风风流中示踪气体体积分数，将整体示踪气体体积分数除以回风流中示踪气体体积分数，即为采空区漏风占工作面总风量的比例。
Claims (5)
1.一种示踪气体体积分数积分测算工作面架后漏风量的方法，其特征在于在工作面下隅角进风侧布置示踪气体释放钢瓶，将示踪气体释放至采空区内，沿工作面面长方向测试支架后示踪气体体积分数，绘制示踪气体体积分数分布曲线，利用积分法计算采空区内示踪气体体积分数，确定采空区内漏风区域，结合回风巷示踪气体体积分数，测算工作面架后分段漏风量和采空区总漏风量。
2.根据权利要求书1所述的示踪气体释放，是利用减压阀、流量控制装置以及释放管道将示踪气体恒量释放至工作面下隅角附近支架后采空区内一定深度位置。
3.根据权利要求书1所述的示踪气体采集，是在沿工作面面长方向每隔一定距离，利用测气管从支架间的缝隙伸入支架后，抽取采空区内气体，将其注入气体取样袋，带至地面，利用气相色谱仪分析示踪气体体积分数。
4.根据权利要求书1所述的示踪气体体积分数分布曲线绘制方法和漏风区域确定方法是，以面长方向为横坐标，示踪气体体积分数为纵坐标，将各测点的示踪气体体积分数落在坐标图中，用光滑的曲线连接各点，并依该曲线趋势对其延长，分别与横坐标以及纵坐标相交，该光滑曲线即为支架后漏风风流中示踪气体体积分数分布曲线，包含示踪气体体积分数的工作面面长区域即为采空区向工作面巷道空间的漏风区域，不包含示踪气体体积分数的工作面面长区域，即为工作面巷道向采空区漏风区域。
5.根据权利要求书1所述的采空区漏风量计算方法是，利用积分法，求示踪气体体积分数曲线下包围的面积，该面积即为恒量释放的示踪气体因采空区漏风稀释而产生的整体示踪气体体积分数，用释放的示踪气体恒量值除以整体示踪气体体积分数即为该U型工作面漏入采空区的总漏风量，将各测点的示踪气体体积分数除以整体示踪气体体积分数，再乘以总漏风量，即为架后分段漏风量。
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