[發(fā)明專利]一種淺埋煤層工作面采空區(qū)地表漏風(fēng)量的計(jì)算方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810129225.5
• 申請(qǐng)日: 2018-02-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108303158B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦波濤;卓輝;史全林;周群;王卓然;胡海軍;蔣嘉楠;李修磊;王懷增;丁仰衛(wèi)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01F22/02
• 分類號(hào): G01F22/02
• 代理公司: 32205 北京淮海知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 周敏<國(guó)際申請(qǐng)>=<國(guó)際公布>=<進(jìn)入國(guó)

本發(fā)明公開(kāi)了一種淺埋煤層工作面采空區(qū)地表漏風(fēng)量的計(jì)算方法，具體是(1)開(kāi)采之前，SF₆示蹤氣體法測(cè)量鄰近采空區(qū)漏風(fēng)量，記錄為V；(2)開(kāi)采之后，監(jiān)測(cè)礦壓，并在地表觀測(cè)裂隙發(fā)育，發(fā)生周期來(lái)壓且在地表觀測(cè)到大量裂隙，開(kāi)始測(cè)量井下與地表壓強(qiáng)，同時(shí)檢測(cè)該壓差下的采空區(qū)總漏風(fēng)量，記錄為V₁，地表漏風(fēng)量記錄為V₁?V，重復(fù)以上監(jiān)測(cè)礦壓、觀測(cè)裂隙、檢測(cè)漏風(fēng)量的步驟10次以上，并將采空區(qū)總漏風(fēng)量依次記錄為V₂，V₃，……，V_n，地表漏風(fēng)量依次記錄為V₂?V，V₃?V，……，V_n?V；(3)將每次周期破斷后且相同壓差下的地表漏風(fēng)量函數(shù)擬合，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證及校正。本發(fā)明方法簡(jiǎn)單，可靠性高，操作性強(qiáng)，可應(yīng)用于我國(guó)西部淺埋煤層開(kāi)采過(guò)程中地表漏風(fēng)量的確定。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤炭開(kāi)采過(guò)程中的防火技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種淺埋煤層工作面采空區(qū)地表漏風(fēng)量的計(jì)算方法。

背景技術(shù)

煤層開(kāi)采后遺留在采空區(qū)的破碎煤體在工作面及工作面上覆煤巖體裂隙持續(xù)漏風(fēng)的條件下極易發(fā)生自燃。自燃的煤炭不完全燃燒產(chǎn)生大量CO、C₂H₆等有害氣體，導(dǎo)致井下有害氣體濃度超標(biāo)，危害礦井工作人員的生命安全，影響煤礦的正常生產(chǎn)。

我國(guó)西部淺埋煤層，由于煤層厚度大，地質(zhì)條件好，一般采用大采高一次采全高的綜采采煤方式，這就導(dǎo)致了采空區(qū)遺煤厚度較大，為采空區(qū)遺煤自燃提供了條件。此外，由于西部礦區(qū)煤層間距近(20m～50m)、埋藏淺(30m～250m)、易自燃、基巖薄，沙土地質(zhì)特征，煤層開(kāi)采后采動(dòng)裂隙往往會(huì)發(fā)育到地表，形成從地表至采空區(qū)的漏風(fēng)通道，在礦井負(fù)壓通風(fēng)作用下，空氣從地表滲入采空區(qū)，為采空區(qū)遺煤自燃持續(xù)提供氧氣，加劇了采空區(qū)遺煤自燃。如何迅速、準(zhǔn)確、高效地確定地表漏風(fēng)量成為了淺埋煤層礦井迫切需要解決的難題。

示蹤氣體法是目前檢測(cè)采空區(qū)地表漏風(fēng)量的常用方法。然而，隨著工作面的開(kāi)采，覆巖周期破斷，裂隙持續(xù)向工作面開(kāi)采方向延伸，裂隙處于動(dòng)態(tài)演化中。同時(shí)，西部地區(qū)晝夜溫差大，氣壓波動(dòng)幅度大，在這種復(fù)雜的漏風(fēng)條件下，示蹤氣體法只能檢測(cè)一時(shí)的漏風(fēng)量，而礦井下通過(guò)持續(xù)釋放示蹤氣體檢測(cè)漏風(fēng)量又難以實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種淺埋煤層工作面采空區(qū)地表漏風(fēng)量的計(jì)算方法，可靠性高，操作性強(qiáng)，可應(yīng)用于淺埋煤層開(kāi)采過(guò)程中地表漏風(fēng)量確定。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種淺埋煤層工作面采空區(qū)地表漏風(fēng)量的計(jì)算方法，包括以下步驟：

S1：在工作面開(kāi)采之前，采用SF₆示蹤氣體法測(cè)量臨近采空區(qū)漏風(fēng)量，記錄為V；

S2：在工作面開(kāi)采之后，監(jiān)測(cè)井下礦壓，同時(shí)在地表觀測(cè)裂隙發(fā)育，當(dāng)發(fā)生周期來(lái)壓且在地表觀測(cè)到大量裂隙時(shí)，開(kāi)始測(cè)量井下與地表壓強(qiáng)，分別記錄為P₁、P₂；同時(shí)采用SF₆示蹤氣體法測(cè)量P₂和P₁壓差下的采空區(qū)總漏風(fēng)量，記錄為V₁，地表漏風(fēng)量記錄為V₁-V；重復(fù)監(jiān)測(cè)礦壓、觀測(cè)裂隙、測(cè)量相同壓差下的采空區(qū)總漏風(fēng)量的步驟10次以上，并將采空區(qū)總漏風(fēng)量依次記錄為V₂，V₃，……，V_n，地表漏風(fēng)量依次記錄為V₂-V，V₃-V，……，V_n-V；

所述的大量裂隙是指覆巖周期破斷導(dǎo)致地表產(chǎn)生一條平行于工作面傾向的寬度較大的主裂隙(一般寬度在1m以上，根據(jù)煤層采深不同而略有不同)以及大量平行于該主裂隙的小裂隙；