最新潘一矿13煤层综采工作面采空区“三带”测试措施

淮南矿业集团潘集第一煤矿

潘一矿13煤层综采工作面采空区“三带”

测试 (光纤热电偶)施工措施

编制单位：通风区

2013年3月份编制:孙国友审核:

参加会审人员调度所:

通风防突一科:

安监处:

信息工区:

综采一队:

生产预备队:

合肥容知测控仪器有限公司:

安徽理工大学能源与安全学院：

副总工程师：

总工程师:

会审意见

措施目录

一、概述

二、测试系统的安装方案

三、测试系统的保护设计

四、设备安装期间的注意事项

五、观测记录

六、设备清单

七、各单位职责

一、概述

潘一矿13煤具有煤层自燃倾向性，煤层自燃发火期3~6个月，存在自然发火隐患。本项目以13煤2341（3）综采面采空区为试验地点，通过在采空区上下两巷附近布置分布式光纤温度传感器和束管进行连续的监测，同时采用热电偶测温与光纤测温所测数据进行对比，通过对监测数据（主要是温度和氧气浓度）的分析，结合13煤的自燃特性和采空区“三带”的划分标准，准确确定出综采工作面采空区防火“三带”的范围，为制定针对性的防火措施提供理论和技术支持。

二、测试系统的安装方案

根据潘一矿2341（3）工作面的具体情况，本次试验分别在进、回风巷道各布置一套测试系统。进风巷选用长度为715米的光纤及715米、480米两组三芯聚乙烯束管，长度分别为715米、695米、675米的热电偶。回风巷选用长度为545米的光纤及545米、310米两组三芯聚乙烯束管，长度分别为545米、525米、505米的热电偶。束管用来采集气样，光纤用来连续测温，热电偶可用来测温也可以与光纤测温进行比较。

1、将两组束管、光纤和热电偶用胶带两两捆绑在一起，捆绑结实，确保不分离，以便井下穿管时不会松散。热电偶捆绑时要留有0.5米的距离，同时在各测点处需将束管剥离，并留有0.5米的长度，以便穿管保护。

2、考虑工作面过断层因素，在进风巷中距工作面20m处设置第一个测点，依次隔20米、20米、195米、20米、20米布置第二个测点、第三个测点、第四个测点、第五个测点和第六个测点；在回风巷中距工作面20m处设置第一个测点，依次隔20米、20米、195米、20米、20米布置第二个测点、第三个测点、第四个测点、第五个测点和第六个测点。在每个测点处摆放三通，每个铁管用两通连接。观测系统布置示意图如图1所示。

3、考虑到工作面的实际情况，为了方便穿管，将捆绑好的束管、光纤和热电偶整体从距离工作面最近的三通开始，分别穿过三通、铁管、两通。

4、在每个测点处将剥离的单芯束管和热电偶从法兰盘穿入套管，并将束管和热电偶固定于套管内；用黄泥将三通与法兰盘连接处封堵，目的是为了防止铁管内气体进入套管，影响所采集的气体成分，保证抽气效果。

5、将第一个测点处的三通出口端，用黄泥封堵，以防止气体进入套管，影响气体采集。

6、用尼龙袋包裹于套管四周，防止碎煤与岩石堵塞套管孔眼。

7、将各测点对应的束管和热电偶进行标记，便于进行数据测量。

第一个测点埋进采空区时，由安徽理工大学研究人员或矿方安排人员开始进行测温和气样采集，下井进行测温和气体取样时间最好是在同一时间，采集后将气样送至地面检测站进行色谱分析。

图1 2341（3）综采工作面测点布置示意图

三、测试系统的保护设计

系统能否进行安全保护是试验成功的关键。系统保护主要包括观测站保护、探头保护和管线保护3个部分。

3.1观测站保护

由于井下实际操作环境比较恶劣，观测站处有抽气泵、热电偶补偿导线端头和光纤测温仪，抽气泵能否及时运行和光纤测温系统的正常读数直接关系到测试结果的准确性，所以需要进行保护。根据观测站处抽气泵和光纤测试仪器的相关尺寸采用在地面焊接好的铁皮箱子罩着观测系统进行保护，对热电偶补偿导线端头进行塑料袋包裹。

3.2巷道内探头保护

在三通预设探头的部位将剥离的单芯束管和热电偶从法兰盘穿入套管，并将束管和热电偶固定于套管内，接上0.3m长的2寸花管，以花管作为防护罩，用尼龙袋包裹于花管四周，防止碎煤与岩石堵塞花管孔眼。用黄泥封堵三通与法兰盘，其具体保护设计如图2所示。

图2 巷道探头部位结构示意图

3.3管线保护

随着工作面的向前推进，测试系统逐渐被埋在采空区内，所以进回风巷内的光纤、热电偶和束管必须进行保护，以防止管路的破坏。上风巷将防护铁管放在距底板0.5m 处并用铁丝固定于巷帮上，下风巷考虑到积水问题将防护铁管用铁丝固定于离底板1.0m高的巷道帮上。项目中采用2寸防护铁管进行保护。

测试系统的可靠性不仅需要保护措施，还需要一些注意事项。测点端头保护时探头及其防护罩竖直放置，四周采用铁丝固定在巷道外帮，以防止探头平倒在地面，避免巷道有积水淹没探头。测试系统安装好后，要采取措施对巷道中管道和测点进行保护，以防生产过程和人为等原因致使管道系统破坏。

四：设备安装期间的注意事项

1、设备安装期间，施工单位必须跟随矿方人员一同下井，严禁施工单位自己下井。

2、设备安装期间，两家施工单位必须看好顶板的情况，防止掉落东西伤人。

3、设备安装期间，上风巷综采一队禁止打运。

4、设备安装期间，施工单位和通风区负责将束管、光纤、热电偶的线路一起穿进2吋管路，由生产预备队负责将穿好的2吋管路接至到上、下风巷测试地点。

5、光缆设备安装期间，敷设光缆要轻拉慢放，禁止打折、弯曲。

6、光缆设备安装期间，固定轴上有污垢的要清理干净，避免由污垢产生隔热层影响检测值。

7、光缆设备安装期间，测温光缆要用扎线固定牢靠，防止人为造成光缆松动脱落。