[發(fā)明專利]一種小風(fēng)速掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310582074.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-20
• 公開（公告）號(hào): CN103643997A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 屈世甲;李繼來(lái);胡文濤;王芳;王華平;劉麗靜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司;中煤科工集團(tuán)常州研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21F17/18
• 分類號(hào): E21F17/18
• 代理公司: 常州市江海陽(yáng)光知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32214
• 代理人: 陸文俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及礦井瓦斯涌出量計(jì)算方法。?

背景技術(shù)

安全監(jiān)控系統(tǒng)是現(xiàn)階段我國(guó)煤礦安全生產(chǎn)必須具備的幾大系統(tǒng)之一，最基本最重要的功能便是實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)礦井各采掘頭面瓦斯、CO、風(fēng)速、溫度等參數(shù)動(dòng)態(tài)變化，發(fā)現(xiàn)環(huán)境或設(shè)備異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警和斷電控制。國(guó)家安全監(jiān)管總局和國(guó)家煤礦安監(jiān)局在2013年簽發(fā)的28號(hào)文件更是特別指出要建立、完善安全監(jiān)控和煤與瓦斯突?出事故報(bào)警的系統(tǒng)，這就要求對(duì)各采掘工作面瓦斯涌出量有一個(gè)比較正確的了解和計(jì)算。目前國(guó)內(nèi)外并沒有持續(xù)用來(lái)直接測(cè)量煤體涌出瓦斯量等參數(shù)的設(shè)備和儀器，對(duì)采掘工作面瓦斯涌出量的判斷都是通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)測(cè)到的巷道風(fēng)速和瓦斯?jié)舛戎祦?lái)計(jì)算得到的，認(rèn)為當(dāng)瓦斯流和風(fēng)流均勻混合后巷道中所涌出的瓦斯量為巷道風(fēng)速、斷面積及瓦斯?jié)舛戎档某朔e。但現(xiàn)場(chǎng)對(duì)采掘工作面特別是小風(fēng)速掘進(jìn)巷道的瓦斯涌出量進(jìn)行分析，往往會(huì)遇到由于風(fēng)速波動(dòng)對(duì)瓦斯涌出總量計(jì)算結(jié)果產(chǎn)生較大影響的情況，如何在現(xiàn)有對(duì)風(fēng)速測(cè)量精度和靈敏度的條件下較好的分析和計(jì)算小風(fēng)速掘進(jìn)巷道瓦斯涌出量是尚待解決的問(wèn)題。小風(fēng)速掘進(jìn)巷道是指巷道風(fēng)速小于1.0m/s的掘進(jìn)巷道，《煤礦安全規(guī)程》詳細(xì)規(guī)定了井下各巷道中風(fēng)流速度需符合的要求，規(guī)程規(guī)定對(duì)于采煤工作面、掘進(jìn)中的煤巷和半煤巖巷允許風(fēng)速為0.25m/s-4m/s，對(duì)于掘進(jìn)中的巖巷允許風(fēng)速0.15m/s-4m/s。很多采掘工作面在滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求的基礎(chǔ)上，為了節(jié)省成本風(fēng)速均控制在較為高效的范圍，往往會(huì)形成很多小風(fēng)速的掘進(jìn)或者回風(fēng)巷道。?

礦用風(fēng)速傳感器主要用于煤礦井下進(jìn)回風(fēng)巷道通風(fēng)風(fēng)速的監(jiān)測(cè)。?煤礦井下有毒有害氣體通過(guò)通風(fēng)方式排出井口外，所以通風(fēng)的監(jiān)測(cè)是保證礦井安全生產(chǎn)的重要手段。?它能與井下各種類型的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配套使用，在井下24小時(shí)晝夜連續(xù)工作，隨時(shí)將被測(cè)巷道的通風(fēng)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)就地顯示出來(lái)，并輸送給與之相連的關(guān)聯(lián)設(shè)備。國(guó)內(nèi)煤礦行業(yè)使用較多的有GFW15?型礦用風(fēng)速傳感器和GFY15型礦用風(fēng)速傳感器兩種。測(cè)量范圍和誤差范圍如下表1所示：??

表1?風(fēng)速傳感器測(cè)量范圍及誤差

傳感器型號(hào)測(cè)量范圍（m/s）基本誤差（m/s）GFW15型礦用風(fēng)速傳感器0.30-15.00±0.30GFY15型礦用風(fēng)速傳感器0.00-15.00±0.20

分析對(duì)于小風(fēng)速巷道風(fēng)速測(cè)量相對(duì)誤差，結(jié)合第一部分對(duì)巷道風(fēng)流狀態(tài)的分析，在現(xiàn)場(chǎng)會(huì)有很多巷道風(fēng)速在0.3m/s左右的掘進(jìn)巷道。結(jié)合GFW15型礦用風(fēng)速傳感器和GFY15型礦用風(fēng)速傳感器的基本誤差，相對(duì)誤差公式如下：

（1）????????????????????????????????????????

式中X₀為真實(shí)值，X₁為測(cè)量值，當(dāng)風(fēng)速為0.3m/s時(shí)，兩個(gè)風(fēng)速傳感器的最大誤差分別為67%和100%，可以看出現(xiàn)階段煤礦使用的風(fēng)速傳感器對(duì)于小風(fēng)速的測(cè)定相對(duì)誤差還是比較大的。所以按照傳統(tǒng)方法利用風(fēng)速和瓦斯?jié)舛葋?lái)計(jì)算小風(fēng)速巷道瓦斯涌出量的誤差同樣是非常大的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是一種實(shí)用性較好、誤差較小、計(jì)算精度較高的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)計(jì)算小風(fēng)速掘進(jìn)工作面的瓦斯涌出量的計(jì)算方法。?