[發明專利]一種淺埋近距煤層開采過程中采空區漏風控制方法

有效

• 申請號: 201710049272.4
• 申請日: 2017-01-23
• 公開（公告）號: CN106593523B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 秦波濤;卓輝;史全林;馬東;宋爽;王俊;高原;侯晉
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: E21F15/00
• 分類號: E21F15/00;G05D16/18;G05D16/16;G01M3/20
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 程化銘

本發明提供了一種淺埋近距煤層開采過程中采空區漏風控制方法。該方法主要包括地表漏風裂隙封堵、井下漏風通道檢測與封堵等技術，即先測量地表采動裂隙的寬度并計算裂隙漏風速度，對寬度與漏風風速超標的裂隙進行封堵，并對采空區內頂板難以跨落的進、回風巷道采用人工方式使其垮落，減少向采空區內漏風；其次利用束管監測系統監測采空區內O₂濃度，根據O₂濃度的大小判斷采空區是否存在漏風；然后利用示蹤氣體法檢測井下煤柱及進、回風巷等地方的漏風通道，并采取相應的堵漏措施；在堵漏的同時，采用風機?風窗聯合調壓法平衡采空區與工作面風壓，減少采空區漏風，防止采空區煤自燃。

技術領域

本發明涉及一種煤層開采過程中采空區漏風控制方法，具體說是一種淺埋近距煤層開采過程中采空區漏風控制方法。屬于煤礦堵漏防滅火技術領域，是將地表堵漏技術與井下堵漏技術相結合的一種采空區漏風綜合控制方法。

技術背景

礦井開采后采空區內遺留的煤炭在工作面及上覆煤巖體裂隙持續供氧的條件下極易發生自燃。自燃的煤炭不完全燃燒時會產生大量CO、C₂H₆等有害氣體，導致井下有害氣體濃度超標，影響煤礦的的正常生產。此外，在一些高瓦斯礦井，遺煤自然升溫產生的熱量達到瓦斯爆炸點后還容易引發井下瓦斯爆炸，更是嚴重威脅了礦工的生命安全。

控制采空區遺煤自燃事故的發生，除在事故發生時采用黃泥灌漿、三相泡沫、注氮等滅火降溫措施外，還應在自燃前通過改變自燃條件抑制遺煤自燃事故的發生。通過減少采空區漏風減少氧氣供應是抑制遺煤自燃的重要手段。傳統上采空區漏風控制主要有均壓風機局部均壓通風，采空區密閉等方法。但在實施這些方法時因為缺乏一套合理規范的步驟措施，導致通過控制漏風來抑制煤自燃的方法并不理想，采空區遺煤自燃問題仍時有發生。

隨著國家煤炭戰略向西部轉移，西部煤炭開采過程中遇到的問題也更加突出。針對西部淺埋煤層，由于煤層厚度大，地質條件好，一般采用綜采大采高一次采全高的開采方式，這就導致了采空區遺煤厚度較大，為采空區遺煤自燃提供了條件。此外，由于西部礦區煤層埋藏淺（30m～250m）、間距近（20m～50m）、易自燃、基巖薄，沙土地質特征，煤層開采后采動裂隙往往會發育到地表，形成地表漏風裂隙通道，加劇了采空區遺煤自燃。因此，控制淺埋煤層開采過程中采空區漏風顯得尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，克服現有技術存在的缺陷，提出了一種淺埋近距煤層開采過程中采空區漏風控制方法，用于淺埋近距煤層開采過程中采空區漏風綜合控制。

本發明為實現發明目的所提出的技術方是，一種淺埋近距煤層開采過程中采空區漏風控制方法，其步驟是：

步驟1，測量地表采動裂隙的寬度并計算裂隙漏風速度，對寬度與漏風風速超標的裂隙進行封堵，并對采空區內頂板難以跨落的進、回風巷道采用人工垮落巷道的方法使其垮落，減少向采空區內漏風。

步驟2，利用束管監測系統監測采空區內O₂濃度，根據O₂濃度的大小判斷采空區是否存在漏風，并對漏風裂隙進行封堵。

步驟3，利用示蹤氣體法檢測井下煤柱及進、回風巷道等地方的漏風通道，并對漏風通道堵漏；在堵漏的同時，采用風機-風窗聯合調壓法平衡采空區與工作面風壓，減少采空區漏風，防止采空區煤自燃。

所述判斷裂隙寬度及漏風風速超標的準則，寬度大于10cm的縱向裂隙和橫向裂隙，認定為裂隙寬度超標；寬度在10cm以下的縱向裂隙和橫向裂隙，利用示蹤氣體法計算裂隙漏風風速，將漏風風速大于0.05m/s的裂隙認定為漏風風速超標，視為主要漏風裂隙。

所述對寬度與漏風風速超標的裂隙進行封堵，封堵方法是，寬度超標裂隙，對其先注無機固化泡沫流體封堵和固化，然后填埋黃土堵漏；漏風風速超標裂隙，填埋黃土堵漏。