新峪矿6114综放面回采期间采空区漏风测定

新峪矿6114综放面回采期间采空区漏风测定
李斌;张景钢;刘海忠;康怀宇
【摘要】对新峪矿6114综放面回采期间采空区漏风的基本情况及测定目的,采空区漏风测定过程,测定方法和计算方法进行阐述,并确定采用SF6示踪气体连续定量释放法对采空区漏风进行定量测定,为准确测定漏风量,需对示踪气体释放量、释放点和采样点的位置等参数进行准确计算.本文对此进行了深入的分析,并结合现场进行了漏风实测,对实验数据进行了深入的分析,取得了良好的效果.
【期刊名称】《华北科技学院学报》
【年(卷),期】2011(008)001
【总页数】4页(P16-19)
【关键词】采空区;示踪气体;漏风量;释放量
【作者】李斌;张景钢;刘海忠;康怀宇
【作者单位】汾西矿业集团科技中心,山西介休,235000;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊,101601;汾西矿业集团科技中心,山西介休,235000;华北科技学院安全工程学院,北京东燕郊,101601
【正文语种】中文
【中图分类】TD723
新峪煤矿是一个综合开拓方式开采的大型矿井，年核定生产能力520万吨。

开采煤层为9#、10#和11#煤层，均为浅埋深、近距离煤层群，9#煤层上覆坚硬石灰岩顶板，采用联合布置综放开采，煤层埋深浅，采空区冒落空间大，顶板坚硬难以
垮落，上下分层容易贯通，形成复杂的多源多汇漏风通道。

另外，煤层埋深浅、小煤窑无序开采及矿压综合作用，导致地面塌陷，地表漏风、井下内部漏风都非常严重。

在开采过程中多次出现小煤窑漏风导致密闭附近巷道内CO上升的情况，严重影响矿井安全生产。

针对新峪煤矿实际情况，开展漏风检测。

采用SF6失踪气体
检漏方法检查新峪煤矿井下漏风情况。

6114工作面位于六采区，井下工作面西至六采区大巷，北临6412工作面采空区，东为六采、七采隔离煤柱，南邻6416工作面采空区，为孤岛工作面。

6114工作
面上分层9#煤层已采，开采煤层为太原组10#、11#煤层，煤层平均厚度7.38m，顶板为9#煤底之泥岩，老顶为K2石灰岩，底板为铝质泥岩，煤层结构复杂，煤
层平均倾角6°。

2.1 6114工作面漏风测定目的
释放目的主要为：(1)检查回采煤层的进风流是否经过上分层的采空区向本煤层工
作面回风巷漏风;(2)检查周边采空区是否向回采工作面巷道漏风。

2.2 释放点及采样点的布置
对6114工作面漏风进行定量测定。

在工作面的回风巷和进风巷分别进行释放和采样。

根据采样的先后顺序分别对采空区漏风进行计算。

根据前面分析和实验，初次释放点选在6114工作面距回风端头30m处的回风巷内，采样点分别选在回风巷
内释放点的下风侧。

第二次释放点选在距离进风端头120m处，释放40min后，在回风巷布置采样点接收。

多次进行全断面采样，采后及时密封盒做好标记，共采集6个气样。

在实验室对采样数据进行实验室色谱分析，每个气样分别化验2次。

释放点和采样点布置见图1，图中字母编号(R)为示踪气体释放点，阿拉伯数字编
号(1、2、3……)为采样点。

2.3 SF6释放量的确定
根据恒量连续释放流量的分析，可用下式估算。

q=KCQ×106=4×942×10－8×106=37.68mL/min
式中，q——预计示踪气体定量，mL/min; K——系数，取值4——5;Q——巷道风量，6114工作面的风量942m3/minC——预订风流中的SF6气体，采样过程
中SF6示踪气体的实际释放量经浮子流量计标定为0.95L/min。

2.4 检测过程和技术要点
2.4.1 检测过程
(1)井下SF6本底值检测(排除井下变压设备泄露干扰)。

在正式释放示踪气体前，
为排除井下变压设备SF6泄露干扰，释放前用检漏仪对
进风巷及工作面内SF6气体的本底浓度进行检测，作好记录。

(2)将装有SF6气体的钢瓶，首先带往回风巷选定的释放点处，连接好装置;(3)释放SF6气体;稳定释放40min后，开始取样，为观察示踪气体在巷道中浓度的分布情况以及判断示踪气
体浓度是否混合均匀，局部地点分别在巷道左中右三点取样，取其平均值;(4)回风
巷释放取值完毕后，将释放装置带往进风巷释放点释放，释放40min后，从进风
巷到回风巷依次取样;(5)对每个测点用风表，皮尺进行风速及断面的测量，记录测
点的风量及断面形状尺寸;(6)将采集的气样送实验室分析，测定SF6浓度;(7)根据
气样分析结果，填写表格，并计算漏风量。

2.4.2 技术要点
(1)取样可以使用球胆或者15ml的医用针管或球胆采集气样;(2)对每个球胆进行编号，注明测点位置及取样的时间;释放过程必须记录SF6释放的开始和终止时间、SF6释放量、示踪气体释放或检测时的工作面风量，风速等数据;(3)及时分析样品，样品中SF6的浓度随采样时间的增长而降低，所以采集到气样后应立即进行气样
分析，最迟不能超过24h;(4)保证地面分析测试环境空气清洁，开展测试工作前要先对分析仪器的环境进行通分，确保该环境内不得含有SF6。

灌装SF6的压力瓶
一定不能与仪器放置在同一室内;(5)使用带电子捕获器的气相色谱仪对气样进行分
析，检测精度可达8。

2.5 检测结果及分析
1)SF6的检测浓度计算结果。

6114工作面进风巷中距进风端头50m处，示踪气
体检测浓度为0.11×10－6m3/min，回风巷中距回风端头100m处，断面示踪气体检测浓度为平均值0.10×10－6m3/min，计算采空区漏风率为：
根据测定和采样点布置情况分别进行示踪气体释放和采样，对采样点数据进行实验室色谱分析，采样数据分析结果见表1，计算结果见表2。

根据SF6气体分析结果做出浓度变化曲线与漏风量变化曲线，做出测定气样中
SF6浓度分析结果表，SF6浓度随时间变化曲线如图2所示，6114工作面周围漏风变化曲线如图3。

2)测定结果分析。

(1)1－2点为采空区区段，经测算漏风量为106m3/min，占工
作面总风量的11.2%。

经分析主要漏风源为回采后采空区周边的隔离煤柱被压酥，使得回采工作面的采空区与周边采空区连通，增大了漏风量。

(2)3－6点为回风巷区段，漏风量分别为132m3/min，占工作面总风量的14%，数据显示漏风量较大，经分析6114工作面周边及上分层已采，为一孤岛综放工作面，存在多源多汇的漏风通道，顺槽及顶板采空区受本层工作面采动的影响，漏风量增大。

在日常探放水作业时，向上分层钻孔过程中，可明显观察到存在较大的漏风流。

通过对新峪矿6114综放面回采期间采空区漏风，采用连续定量释放SF6证实了
采空区漏风的存在，找到了漏风源和漏风通道。

利用示踪技术为我们提供了独特的较为理想的漏风检测手段。

示踪气体测量是一种方便、简捷、精确的测量方法，尤其是巷道漏风测量时，有其它测量方法不可比拟的优点。

便于针对性地采取调节系统、喷浆堵漏等有效措施治理漏风，防止瓦斯涌出和自然发火，促进矿井的安全生产。

加强日常通风管理工作，做好束管监测和注浆注氮工作。

【相关文献】
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