CN111504563B - 一种抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法，属于浅埋煤层矿井地表漏风检测领域。一种抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法，包括以下步骤：确定矿井的进风隅角与回风隅角的位置坐标，使用导航仪进行导航定位，确定工作面的推进位置；对位于所述进风隅角与所述回风隅角上方地表处，选择所述工作面在前1天‑前3天采过的区域作为选取范围，在优选出的典型裂隙位置释放所述示踪气体的同时，在所述矿井下收集气体样本。与现有技术相比，本申请的地表漏风检测方法检测能够同时定量检测进风侧与回风侧的有效漏风范围，周期短，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及浅埋煤层矿井地表漏风检测领域，具体涉及一种抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法。
背景技术
众所周知，导致采空区遗煤自燃的主要原因之一是采空区漏风，因此研究采空区漏风对于防治采空区遗煤自燃具有重要意义。而对于一些浅埋煤矿，由于其浅埋藏、薄基岩、易自燃煤层、自然发火期短、采空区面积大，且地表上的空气通过地表裂隙源源不断地渗入采空区，为采空区内遗煤提供氧气，使其自燃危险性加大。若能够准确检测出工作面对应地表的有效漏风范围，就能为煤矿现场的裂隙填埋工作提供很好的技术支撑，这不仅能够减少大量的人力物力，还能够更加有效减少采空区地表漏风，从而为减少采空区遗煤自燃提供有力保障。
鉴于浅埋煤层地表漏风的危险性和预防地表漏风的重要性，许多专家学者针对浅埋煤层的漏风检测进行了研究，也取得了一定成果，尤其是示踪气体的应用，使得人们能够对地表漏风有所察觉，及时采取相应措施，在一定程度上控制了浅埋煤矿地表漏风的危险性。
但现有的地表漏风示踪气体的监测方法仍然存在不足，采用单一示踪时，漏风检测点过于单一，不能满足大范围采空区的漏风检测，而且实际操作中很难在第一时间发现示踪气体的到达，时间会出现偏差。另外，由于地层裂缝复杂，距离的计算也会有误差，因此漏风流速的实际测定很难实现，测量精度较差。并且在抽出式通风的矿井中，由于地表漏风检测范围广，若仅采用单一示踪气体时，测量时需逐一检测各个裂缝或漏风通道，检测周期较长。
综上所述，目前的浅埋煤矿地表漏风检测虽然有一定成效，但也存在着一些缺点：可靠性低、检测周期长、不能定量检测有效漏风范围，亟待一种新型有效的浅埋煤矿地表漏风检测技术来弥补不足。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出了一种抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法，解决现有技术中可靠性低、检测周期长、检测精度低的技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法，包括以下步骤：
S1：确定矿井的进风隅角与回风隅角的位置坐标，使用导航仪进行导航定位，确定工作面的推进位置；
S2：对位于所述进风隅角与所述回风隅角上方地表处，选择所述工作面在前1天-前3天采过的区域作为选取范围；分别从所述进风隅角的选取范围与所述回风隅角的选取范围内，宽度大于10厘米的裂隙中，各取一条深度大最大的裂隙，分别作为进风侧与回风侧的典型裂隙；
S3：在所述进风侧与回风侧的典型裂隙处释放两种不同的示踪气体；
S4：在释放所述示踪气体的同时，在所述矿井下收集气体样本；每隔30min取样一次，进行13次取样；且当所述气体样本中检测到所述示踪气体后，在下一次检测的气体样本中无示踪气体，则停止取样；
S5：每当工作面向前推进，依次重复S3与S4，直至连续取样后均未检测到所述示踪气体；
S6：根据检测结果，确定工作面架间取样点收到示踪气体的最后时间，在开拓平面图上确定出该时间工作面的推进位置，则所述推进位置与释放示踪气体的裂隙位置之间为地表进、回风侧裂隙的最大有效漏风范围。
进一步地，所述两种不同的示踪气体分别为六氟化硫和二氟一氯一溴甲烷。
进一步地，释放所述示踪气体时，把释放口伸入至所述典型裂隙深处，释放过程采用浮子流量计进行计量。
进一步地，每次释放所述示踪气体的释放流量为40ml/min～80ml/min，释放持续时间为30min。
进一步地，多个所述气体采样点中，至少有一个取样点布置于所述矿井的回风巷中。
进一步地，所述工作面的回风侧风帘后与所述工作面的液压支架之间分别各至少设有一个所述取样点。
进一步地，在进行S4前，先在井下取样点取本底样进行分析，检测是否含有所用的示踪气体，若未分析到所用的示踪气体，则在工作面对应地表的进风侧和回风侧的所述典型裂隙分别释放不同的示踪气体。
本发明的有益效果：
抽出式矿井中，通过在进风侧与回风侧分别释放两种不同的示踪气体，在检测到其中一种示踪气体时，就是可以快速断定该示踪气体是来自于进风侧还是回风侧。在释放示踪气体后，可以在井下同时检测进风侧回风侧的有效漏风范围。并且进风侧与回风侧同时释放时，显著缩短了检测周期。
另一方面，在使用此种方式进行回风侧与进风侧的分次连续释放时，能够提高检测的精准度，可靠性较高。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本申请的取样点分布示意图；
图2为本申请的示踪气体释放点位置示意图。
图中各标号对应的部件如下：
1—进风巷，2—液压支架，3—工作面，4—回风巷，5—风帘，6—采空区，7—取样点，8—示踪气体释放点，9—地表向采空区的漏风方向。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
请参照图1与图2所示，一种抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法，包括以下步骤：
S1：确定矿井的进风隅角与回风隅角的位置坐标，使用导航仪进行导航定位，确定工作面的推进位置；
S2：对位于进风隅角与回风隅角上方地表处，选择工作面在前1天-前3天采过的区域作为选取范围；分别从进风隅角的选取范围与回风隅角的选取范围内，宽度大于10厘米的裂隙中，各取一条深度大最大的裂隙，分别作为进风侧与回风侧的典型裂隙；
S3：在进风侧与回风侧的典型裂隙处释放两种不同的示踪气体，如图2所示，释放的示踪气体，沿地表向采空区的漏风方向9，流入矿井的工作面3；
S4：在释放示踪气体的同时，在矿井下收集气体样本；每隔30min取样一次，进行13次取样；且当气体样本中检测到示踪气体后，在下一次检测的气体样本中无示踪气体，则停止取样；
S5：每当工作面向前推进，依次重复S3与S4，直至连续取样后均未检测到示踪气体；
S6：根据检测结果，确定工作面架间取样点收到示踪气体的最后时间，在开拓平面图上确定出该时间工作面的推进位置，则推进位置与释放示踪气体的裂隙位置之间为地表进、回风侧裂隙的最大有效漏风范围。
可以理解的是，抽出式通风的矿井中，通过在进风侧与回风侧分别释放两种不同的示踪气体，在检测到其中一种示踪气体时，就是可以快速断定该示踪气体是来自于进风侧还是回风侧。在释放示踪气体后，可以在井下同时检测进风侧回风侧的有效漏风范围。并且进风侧与回风侧同时释放时，显著缩短了检测周期。
更具体地，两种不同的示踪气体分别为六氟化硫和二氟一氯一溴甲烷，六氟化硫为无色、无臭、无毒、不燃的稳定气体，二氟一氯一溴甲烷均为无色、无味的低毒性气体，释放到工作面前后，气体浓度极低，在ppm或ppb量级，并不影响井下空气环境，也不会导致气体残留造成的不良影响。
并且，在释放示踪气体时，把释放口伸入至典型裂隙深处，释放过程采用浮子流量计进行计量。这样既可以保证示踪气体均匀释放，并且还可以精确控制示踪气体的释放量。更具体地，每次释放示踪气体的释放流量为40ml/min～80ml/min，释放持续时间为30min。
在多个气体采样点中，至少有一个取样点布置于矿井的回风巷中。工作面的回风侧风帘后与工作面的液压支架之间分别各至少设有一个取样点。
进一步地，在进行S4前，先在井下取样点取本底样进行分析，检测是否含有所用的示踪气体，若未分析到所用的示踪气体，则在工作面对应地表的进风侧和回风侧的典型裂隙分别释放不同的示踪气体。通过此种方式，可以避免上次测量残留的气体干扰本次测量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (6)
1.一种抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：确定矿井的进风隅角与回风隅角的位置坐标，使用导航仪进行导航定位，确定工作面的推进位置；
S2：对位于所述进风隅角与所述回风隅角上方地表处，选择所述工作面在前1天-前3天采过的区域作为选取范围；分别从所述进风隅角的选取范围与所述回风隅角的选取范围内，宽度大于10厘米的裂隙中，各取一条深度最大的裂隙，分别作为进风侧与回风侧的典型裂隙；
S3：在所述进风侧与回风侧的典型裂隙处释放两种不同的示踪气体；
S4：在释放所述示踪气体的同时，在所述矿井下收集气体样本；每隔30min取样一次，进行13次取样；且当所述气体样本中检测到所述示踪气体后，在下一次检测的气体样本中无示踪气体，则停止取样；所述工作面的回风侧风帘后与所述工作面的液压支架之间分别各至少设有一个气体取样点；
S5：每当工作面向前推进，依次重复S3与S4，直至连续取样后均未检测到所述示踪气体；
S6：根据检测结果，确定工作面间取样点收到示踪气体的最后时间，在开拓平面图上确定出该时间工作面的推进位置，则所述推进位置与释放示踪气体的裂隙位置之间为地表进、回风侧裂隙的最大有效漏风范围。
2.根据权利要求1所述的抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法，其特征在于，所述两种不同的示踪气体分别为六氟化硫和二氟一氯一溴甲烷。
3.根据权利要求1所述的抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法，其特征在于，释放所述示踪气体时，把释放口伸入至所述典型裂隙深处，释放过程采用浮子流量计进行计量。
4.根据权利要求1所述的抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法，其特征在于，每次释放所述示踪气体的释放流量为40ml/min～80ml/min，释放持续时间为30min。
5.根据权利要求1所述的抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法，其特征在于，多个所述气体采样点中，至少有一个取样点布置于所述矿井的回风巷中。
6.根据权利要求1所述的抽出式通风浅埋煤层矿井的地表漏风检测方法，其特征在于，在进行S4前，先在井下取样点取本底样进行分析，检测是否含有所用的示踪气体，若未分析到所用的示踪气体，则在工作面对应地表的进风侧和回风侧的所述典型裂隙分别释放不同的示踪气体。
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