特厚煤層綜放面回采期間漏風(fēng)的測定

特厚煤層綜放面回采期間漏風(fēng)的測定

新峪煤礦是一個大型煤礦，年處理能力為520萬噸。開采煤層為9#、10#和11#煤層,均為淺埋深、近距離煤層群,9#煤層上覆堅(jiān)硬石灰?guī)r頂板,采用聯(lián)合布置綜放開采,煤層埋深淺,采空區(qū)冒落空間大,頂板堅(jiān)硬難以垮落,上下分層容易貫通,形成復(fù)雜的多源多匯漏風(fēng)通道。另外,煤層埋深淺、小煤窯無序開采及礦壓綜合作用,導(dǎo)致地面塌陷,地表漏風(fēng)、井下內(nèi)部漏風(fēng)都非常嚴(yán)重。在開采過程中多次出現(xiàn)小煤窯漏風(fēng)導(dǎo)致密閉附近巷道內(nèi)CO上升的情況,嚴(yán)重影響礦井安全生產(chǎn)。針對新峪煤礦實(shí)際情況,開展漏風(fēng)檢測。采用SF6失蹤氣體檢漏方法檢查新峪煤礦井下漏風(fēng)情況。161孤島工作面定位6114工作面位于六采區(qū),井下工作面西至六采區(qū)大巷,北臨6412工作面采空區(qū),東為六采、七采隔離煤柱,南鄰6416工作面采空區(qū),為孤島工作面。6114工作面上分層9#煤層已采,開采煤層為太原組10#、11#煤層,煤層平均厚度7.38m,頂板為9#煤底之泥巖,老頂為K2石灰?guī)r,底板為鋁質(zhì)泥巖,煤層結(jié)構(gòu)復(fù)雜,煤層平均傾角6°。26114.工作場所的泄漏風(fēng)測量2.16進(jìn)國內(nèi)工作面進(jìn)風(fēng)是否成立本煤層工作面釋放目的主要為:(1)檢查回采煤層的進(jìn)風(fēng)流是否經(jīng)過上分層的采空區(qū)向本煤層工作面回風(fēng)巷漏風(fēng);(2)檢查周邊采空區(qū)是否向回采工作面巷道漏風(fēng)。2.2采樣點(diǎn)布設(shè)和氣樣采集對6114工作面漏風(fēng)進(jìn)行定量測定。在工作面的回風(fēng)巷和進(jìn)風(fēng)巷分別進(jìn)行釋放和采樣。根據(jù)采樣的先后順序分別對采空區(qū)漏風(fēng)進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)前面分析和實(shí)驗(yàn),初次釋放點(diǎn)選在6114工作面距回風(fēng)端頭30m處的回風(fēng)巷內(nèi),采樣點(diǎn)分別選在回風(fēng)巷內(nèi)釋放點(diǎn)的下風(fēng)側(cè)。第二次釋放點(diǎn)選在距離進(jìn)風(fēng)端頭120m處,釋放40min后,在回風(fēng)巷布置采樣點(diǎn)接收。多次進(jìn)行全斷面采樣,采后及時密封盒做好標(biāo)記,共采集6個氣樣。在實(shí)驗(yàn)室對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室色譜分析,每個氣樣分別化驗(yàn)2次。釋放點(diǎn)和采樣點(diǎn)布置見圖1,圖中字母編號(R)為示蹤氣體釋放點(diǎn),阿拉伯?dāng)?shù)字編號(1、2、3……)為采樣點(diǎn)。2.3k—SF6釋放量的確定根據(jù)恒量連續(xù)釋放流量的分析,可用下式估算。式中,q——預(yù)計(jì)示蹤氣體定量,mL/min;K——系數(shù),取值4——5;Q——巷道風(fēng)量,6114工作面的風(fēng)量942m3/minC——預(yù)訂風(fēng)流中的SF6氣體,采樣過程中SF6示蹤氣體的實(shí)際釋放量經(jīng)浮子流量計(jì)標(biāo)定為0.95L/min。2.4檢測過程和技術(shù)要點(diǎn)2.4.1研究方法(1)井下SF6本底值檢測(排除井下變壓設(shè)備泄露干擾)。在正式釋放示蹤氣體前,為排除井下變壓設(shè)備SF6泄露干擾,釋放前用檢漏儀對進(jìn)風(fēng)巷及工作面內(nèi)SF6氣體的本底濃度進(jìn)行檢測,作好記錄。(2)將裝有SF6氣體的鋼瓶,首先帶往回風(fēng)巷選定的釋放點(diǎn)處,連接好裝置;(3)釋放SF6氣體;穩(wěn)定釋放40min后,開始取樣,為觀察示蹤氣體在巷道中濃度的分布情況以及判斷示蹤氣體濃度是否混合均勻,局部地點(diǎn)分別在巷道左中右三點(diǎn)取樣,取其平均值;(4)回風(fēng)巷釋放取值完畢后,將釋放裝置帶往進(jìn)風(fēng)巷釋放點(diǎn)釋放,釋放40min后,從進(jìn)風(fēng)巷到回風(fēng)巷依次取樣;(5)對每個測點(diǎn)用風(fēng)表,皮尺進(jìn)行風(fēng)速及斷面的測量,記錄測點(diǎn)的風(fēng)量及斷面形狀尺寸;(6)將采集的氣樣送實(shí)驗(yàn)室分析,測定SF6濃度;(7)根據(jù)氣樣分析結(jié)果,填寫表格,并計(jì)算漏風(fēng)量。2.4.2做好氣樣的采集、分析工作前準(zhǔn)備(1)取樣可以使用球膽或者15ml的醫(yī)用針管或球膽采集氣樣;(2)對每個球膽進(jìn)行編號,注明測點(diǎn)位置及取樣的時間;釋放過程必須記錄SF6釋放的開始和終止時間、SF6釋放量、示蹤氣體釋放或檢測時的工作面風(fēng)量,風(fēng)速等數(shù)據(jù);(3)及時分析樣品,樣品中SF6的濃度隨采樣時間的增長而降低,所以采集到氣樣后應(yīng)立即進(jìn)行氣樣分析,最遲不能超過24h;(4)保證地面分析測試環(huán)境空氣清潔,開展測試工作前要先對分析儀器的環(huán)境進(jìn)行通分,確保該環(huán)境內(nèi)不得含有SF6。灌裝SF6的壓力瓶一定不能與儀器放置在同一室內(nèi);(5)使用帶電子捕獲器的氣相色譜儀對氣樣進(jìn)行分析,檢測精度可達(dá)8。2.5采樣數(shù)據(jù)分析1)SF6的檢測濃度計(jì)算結(jié)果。6114工作面進(jìn)風(fēng)巷中距進(jìn)風(fēng)端頭50m處,示蹤氣體檢測濃度為0.11×10-6m3/min,回風(fēng)巷中距回風(fēng)端頭100m處,斷面示蹤氣體檢測濃度為平均值0.10×10-6m3/min,計(jì)算采空區(qū)漏風(fēng)率為:計(jì)算采空區(qū)的漏風(fēng)量:根據(jù)測定和采樣點(diǎn)布置情況分別進(jìn)行示蹤氣體釋放和采樣,對采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室色譜分析,采樣數(shù)據(jù)分析結(jié)果見表1,計(jì)算結(jié)果見表2。根據(jù)SF6氣體分析結(jié)果做出濃度變化曲線與漏風(fēng)量變化曲線,做出測定氣樣中SF6濃度分析結(jié)果表,SF6濃度隨時間變化曲線如圖2所示,6114工作面周圍漏風(fēng)變化曲線如圖3。2)測定結(jié)果分析。(1)1-2點(diǎn)為采空區(qū)區(qū)段,經(jīng)測算漏風(fēng)量為106m3/min,占工作面總風(fēng)量的11.2%。經(jīng)分析主要漏風(fēng)源為回采后采空區(qū)周邊的隔離煤柱被壓酥,使得回采工作面的采空區(qū)與周邊采空區(qū)連通,增大了漏風(fēng)量。(2)3-6點(diǎn)為回風(fēng)巷區(qū)段,漏風(fēng)量分別為132m3/min,占工作面總風(fēng)量的14%,數(shù)據(jù)顯示漏風(fēng)量較大,經(jīng)分析6114工作面周邊及上分層已采,為一孤島綜放工作面,存在多源多匯的漏風(fēng)通道,順槽及頂板采空區(qū)受本層工作面采動的影響,漏風(fēng)量增大。在日常探放水作業(yè)時,向上分層鉆孔過程中,可明顯觀察到存在較大的漏風(fēng)流。3利用示蹤氣體測量的巷道漏風(fēng)檢測技術(shù)通過對新峪礦6114綜放面回采期間采空區(qū)漏風(fēng),采用連續(xù)定量釋放SF6證實(shí)了采空區(qū)漏風(fēng)的存在,找到了漏風(fēng)源和漏風(fēng)通道。利用示蹤技術(shù)為我們提供了獨(dú)特的較為理想的漏風(fēng)檢測手段。示