[發明專利]一種井下采空區快速漏風檢測方法

有效

• 申請號: 202110040746.5
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112880941B
• 公開（公告）日: 2022-06-17
• 發明（設計）人: 秦波濤;羅中正;卓輝;史全林;胡海軍;徐鐿楨;盛鵬;田思雨;徐向岑
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: G01M3/20
• 分類號: G01M3/20
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

本申請涉及一種井下采空區快速漏風檢測方法。該方法包括：根據待檢測采空區內部結構及壓差測試，確定待檢測采空區漏風檢測的釋放點和各采樣點；在釋放點向待檢測采空區的內部注入氮氣，并監測到注氮管的流量和壓力穩定后，從釋放點向待檢測采空區的內部釋放SF₆氣體，并記錄釋放時間；當各采樣點處在監測到SF₆氣體時，采集氣樣；通過氣相色譜儀對各氣樣的SF₆濃度進行檢測，確定各采樣點各采樣時間采集的氣樣中的SF₆濃度；根據釋放點與各采樣點之間的最短漏風距離、釋放時間、各采樣點各采樣時間的SF₆濃度、各采樣點第一次檢測到SF₆的采樣時間和各采樣點檢測到SF₆最大濃度的采樣時間，獲得待檢測采空區的漏風情況，可以快速檢測出待檢測采空區的漏風情況。

技術領域

本申請涉及煤礦技術領域，特別是涉及一種井下采空區快速漏風檢測方法。

背景技術

煤層開采后遺留在采空區的破碎煤體在工作面及隔離煤柱裂隙持續漏風的條件下極易發生自燃。自燃的煤炭不完全燃燒產生大量CO、C₂H₆等有害氣體，導致井下有害氣體濃度超標，危害礦井工作人員的生命安全，影響煤礦的正常生產。

隨著中國東部煤炭資源的枯竭和產業轉型，中國煤炭開采的重心逐漸轉向西部地區。由于煤層傾角小、地質條件好，中國西部礦井大都具有工作面長(一般大于300m)、回采速度快、產量大等特點，這就導致煤炭開采所形成的采空區面積大、遺煤厚度大，采空區遺煤自燃危險性大。此外，為了進一步提高煤炭資源的利用率，西部礦區大量礦井推行了沿空留巷或沿空掘巷的小煤柱開采模式，相鄰采空區之間的隔離煤柱寬度小(3m～10m)，使得采空區間的隔離煤柱極易受采煤或掘進的應力擾動影響而產生片幫或裂隙發育，進而導致相鄰多個采空區之間的隔離煤柱失去隔離效果，使多個同煤層臨近采空區溝通形成了大面積采空區，該大面積采空區一般是指多個同煤層并列分布的采空區溝通形成的大面積采空區，也可指單一的走向長度大于2000m、寬度大于300m的大范圍采空區。

中國西部礦井大量存在的大面積采空區加重了采空區漏風隱患，極大的增加了采空區自然發火的可能性和礦井防滅火工作的難度。因此，如何迅速、準確、高效的確定大面積采空區的漏風通道、排除大面積采空區漏風隱患成為西部礦井迫切需要解決的難題。

目前采空區漏風檢測一般采用直接釋放示蹤氣體的方法，在實際應用中由于采空區內部氣體的氣體運移緩慢(通常為小于0.1m/min)，SF₆氣體在采空區內部的運移極其緩慢，且大面采空區內部漏風和氣體運移路徑的長度至少為上千米，示蹤氣體在采空區內部的運移時間長，整個檢測過程緩慢，導致氣體樣本無法及時采集，導致采空區漏風檢測結果準確性低。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種能夠提高采空區漏風檢測效率和準確性的一種井下采空區快速漏風檢測方法。

一種井下采空區快速漏風檢測方法，所述方法包括：

根據待檢測采空區內部結構，在所述待檢測采空區各密閉處進行壓差測試，確定所述待檢測采空區漏風檢測的釋放點和各采樣點；

在所述釋放點向所述待檢測采空區的內部注入氮氣，并監測注氮管的流量和壓力；

當所述注氮管的流量和壓力穩定后，從所述釋放點向所述待檢測采空區的內部釋放SF₆氣體，并記錄釋放時間；

在各所述采樣點處用便攜式SF₆檢測儀實時監測密閉處預留觀測孔內的氣體，當監測到SF₆氣體時，根據預設間隔在各所述采樣點通過負壓抽氣泵采集預設次數的氣樣裝入氣囊密封，并記錄每次采集時所述便攜式SF₆檢測儀所測SF₆濃度及采樣時間；