[發明專利]測定礦井內漏風量的方法

無效

• 申請號: 200610168181.4
• 申請日: 2006-12-15
• 公開（公告）號: CN101201262A
• 公開（公告）日: 2008-06-18
• 發明（設計）人: 周成軍
• 申請（專利權）人: 中國神華能源股份有限公司
• 主分類號: G01F1/00
• 分類號: G01F1/00;G01F1/704
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司
• 代理人: 王昭林;崔華

技術領域

本發明涉及一種測定漏風量的方法，尤其是測定礦井內的各種采空區漏風量的方法。

背景技術

在采礦業，尤其是采煤業中，在采煤完畢后，將形成采空區，一方面煤層上部巖層冒落或產生裂隙，并出現地表沉陷；另一方面采煤工作面由于采煤而不斷向前推進，在采煤工作面后方形成的采空區由于頂板冒落不可能密實，形成漏風通道；還有在采煤工作面完全結束并對該采煤工作面采空區進行徹底的封閉后，由于封閉不嚴及圍巖松動圈的存在，形成漏風通道。在礦井通風機對全礦井下進行通風的同時及自然風壓的作用，在這些漏風通道兩端產生風壓差，從而造成少量的風流流過采空區現象，即所謂的漏風。

漏風的危害很大，可能使采空區遺留的浮煤由于有了不斷的供氧條件而發生自燃現象；也有可能將采空區內積存的大量有害氣體帶入井下作業場所危害作業人員的身體健康，嚴重的甚至引發瓦斯爆炸；由于漏風為無效風量，使礦井的有效風量下降，作業場所得不到充足的供風。為此摸清礦井各采空區的漏風量(氣體在單位時間內漏出的體積)大小是治理漏風的關鍵。

傳統的測定漏風量的方法主要有：

1、風表直接測量法。風表測量有間接法和直接法，直接法就是在漏風漏出或漏入的地點直接測定。井下一般都不符合直接測定漏風條件的地點，因為采空區是一個區域，風流在經過采空區時，漏風是逐漸完成的。

2、風表間接測量法。風流在經過采空區前一般是在井下巷道中流動，這個風量值是可以直接測定的。風流在流經采空區后又回到正常的巷道中，由于采空區漏風，使風量發生了變化，用風表再測定一次風量值。兩者相減，就是采空區漏風。這種測定方法也有很大的局限性，因為在采煤工作面，一般是風流在到達采煤工作面時，一小部分風流流入采空區，形成漏風，在風流離開采煤工作面時，流入采空區的風流又從采空區流出，匯入到風流中，采空區的漏風量還是不能計算出來。

應該指出的是風表對使用地點的要求很高，一般需將巷道按測風站的要求施工好后，在永久測風站中測量還能夠得到比較準確的風量值，在其它臨時地點測量由于風流不穩都會有較大的誤差，誤差值甚至超過漏風量的值。在井下作業場所一般不具備用風表準確測量風量的條件，所以在漏風較小的情況下，不宜采用風表測定漏風量。

3、SF₆(六氟化硫)氣體測定法。采空區漏風量，目前比較先進的方法為SF₆氣體測定方法。方法是在風流中定量(按規定不變的速度)釋放SF₆氣體，在風流經過采空區時，由于有氣體經過采空區補充到該風流中，風流總量增加，由于SF₆在風流中的總量保持不變，SF₆在風流中的濃度發生了變化，這樣通過測定SF₆濃度值的變化及風流量的值，就可以計算出從采空區涌入到風流中漏風量的值。SF₆氣體測定法仍存在很大的局限性，只能測定在漏風使風流的風量增大時可用，其它情況的漏風仍不能測定。同時測定SF₆氣體成本很高，需專用的氣相色譜儀及分析方法，在實踐中一般很少采用此方法。SF₆作為標氣的原因是該氣體在大氣中及井下采空區都不可能自然出現，且化學性質穩定。

由此可以看出，采空區漏風量測定在礦井通風工作中也是一項較為難以實現的工作。為摸清采空區漏風量的大小，需采用新的方法來實現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種新型、簡便、經濟的測定礦井內，尤其是來自煤礦采空區的漏風量的方法。

為了實現上述目的，本發明采用了這樣的技術方案：

測定漏風區上游的氣體流量Q，以及漏風區上游氣體濃度A1、漏風區氣體濃度A2和漏風區下游氣體濃度A3，假設待測漏風量為Q₁，由于漏風區下游的氣體是漏風區上游和漏風區氣體匯合而成，則對于某種氣體而言，存在如下關系：

Q×A1+Q1×A2＝(Q+Q₁)×A3；由此可得，

漏風量Q₁＝Q×(A3-A1)/(A2-A3)。

因而在一個實施方案中，本發明測定漏風量的方法，包括測定漏風區上游的氣體流量Q，以及漏風區上游氣體濃度A1、漏風區氣體濃度A2和漏風區下游氣體濃度A3的步驟，和根據計算公式漏風量Q₁＝Q×(A3-A1)/(A2-A3)計算漏風量的步驟。