[發(fā)明專利]一種工作面采空區(qū)淺部浮煤自燃氧化狀態(tài)的判斷方法

無效

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• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN102735815A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 楊勝強;胡新成;宋萬新;鹿存榮;楊相玉;嚴家程;路培超;劉壘
• 申請（專利權）人: 徐州中礦安達礦山科技有限公司
• 主分類號: G01N33/22
• 分類號: G01N33/22
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 牛愛周

技術領域

????本發(fā)明涉及采煤工業(yè)技術領域，具體涉及一種工作面采空區(qū)淺部浮煤自燃氧化狀態(tài)的判斷方法。

背景技術

在“一面四巷”高瓦斯工作面中，一般來說，高抽巷抽采鄰近層的卸壓瓦斯和采空區(qū)的部分積聚瓦斯，尾巷排放采空區(qū)積聚卸壓瓦斯，同時防治上隅角的瓦斯積聚，其它兩條巷道為進風巷和回風巷，以這四條巷道組成的“一面四巷”瓦斯立體抽采系統(tǒng)，可以從根本上解決突出礦井和高瓦斯礦井的瓦斯問題，但同時也帶來了抽采過程中卸壓區(qū)域的煤體自燃氧化問題。“一面四巷”工作面卸壓抽采區(qū)域就好像是個“黑體”，只能通過外界的信息來判斷“黑體”里的煤體自燃氧化狀態(tài)。采空區(qū)漏風分為以下兩部分。一部分是工作面附近采空區(qū)淺部漏風，由于進風巷和回風巷、尾巷之間的壓差導致的采空區(qū)漏風，這部分漏風主要影響的是采空區(qū)靠近工作面附近的區(qū)域，隨著工作面推進，由于進風巷和回風巷、尾巷之間的壓差引起的漏風將逐漸減弱；另一部分是采空區(qū)中深部漏風，由于高抽巷和工作面之間的壓差導致，風流從工作面漏入采空區(qū)，到達采空區(qū)中深部，進而進入高抽巷抽采系統(tǒng)中。

在目前的現(xiàn)場和科研中，大部分都通過采集煤層工作面采空區(qū)氣樣，并對其分析，根據(jù)煤層工作面采空區(qū)氣樣的成分變化來判斷煤層工作面采空區(qū)的自燃氧化狀態(tài)。但是，實際采集煤層采空區(qū)氣樣時，難度卻較大，目前的操作方法是在工作面采空區(qū)布置測點直接取樣分析，但測點隨工作面的推進相對工作面不斷后退，當測點退到自燃帶時，此時就失去了預報的意義。更重要的是，工作面采空區(qū)布點需要大量的材料，而且管路很容易被砸壞，可靠性、安全性差，耗時耗力。因此通過采集煤層工作面采空區(qū)氣樣，并對采空區(qū)氣樣成分的變化進行分析，實現(xiàn)對工作面采空區(qū)自燃氧化情況的判斷和發(fā)火危險的預報，以用于指導工作面采空區(qū)現(xiàn)場的自燃防治就變得極為困難。

發(fā)明內容

????本發(fā)明的目的在于提供一種工作面采空區(qū)淺部浮煤自燃氧化狀態(tài)的判斷方法。

為了實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術方案是：一種工作面采空區(qū)淺部浮煤自燃氧化狀態(tài)的判斷方法，包括以下步驟：采集尾巷氣體，對所述尾巷氣體進行分析，根據(jù)所述尾巷氣體成分的變化，判斷工作面采空區(qū)淺部浮煤自燃氧化狀態(tài)。

尾巷風流主要通過采空區(qū)破碎煤巖的裂隙進入，可以把這部分通過采空區(qū)裂隙進入尾巷的風量稱為尾巷風量。尾巷風流中的氣體成分直接反映了工作面采空區(qū)淺部的浮煤自燃氧化狀態(tài)，只要監(jiān)測尾巷風流中的氣體成分變化，根據(jù)煤層自燃氧化的標志性氣體實驗結果，就可以確定工作面采空區(qū)淺部浮煤的自燃氧化狀態(tài)。

煤層自燃氧化的標志性氣體實驗就是按照規(guī)范規(guī)定采集現(xiàn)場煤樣，進行煤的低溫氧化實驗，取樣分析煤樣氧化實驗過程中的各種氣體成分，得出煤的自燃氧化過程中各種氣體成分的變化規(guī)律，確定能夠判斷煤不同氧化階段的自燃標志性氣體及其指標。目前國內外普遍采用CO作為煤層火災預報的主要指標氣體。這首先是因為煤在低溫氧化過程中，CO的生成量與煤溫之間有十分密切的關系，隨著煤溫的升高，CO氣體的濃度變化量最明顯，并且CO檢測比較容易、方便，采用CO作為指標氣體比較靈敏；其次是因為煤層中一般不含有CO，井下爆破工作所產生的CO能很快被風流所稀釋和排除，因此工作面采空區(qū)CO的主要來源就是工作面采空區(qū)煤的自燃氧化，采用CO作為煤層火災預報的主要指標氣體更準確。

根據(jù)以往的開采經(jīng)驗和教訓，一般將工作面采空區(qū)自燃氧化的危險性劃分為兩個階段。

第一階段，工作面采空區(qū)淺部浮煤低溫氧化階段：當檢測出尾巷風流即尾巷氣體中CO的體積百分比濃度為0<C_尾巷CO<65ppm時，可以判斷工作面采空區(qū)淺部浮煤為低溫氧化階段。在這個階段，尾巷和高抽巷開始有一定量的一氧化碳，采空區(qū)遺煤存在低溫氧化區(qū)域，采空區(qū)的自燃氧化發(fā)火危險性和所測到的淺部采空區(qū)CO數(shù)值成正比變化。