特厚煤层综放面回采期间漏风的测定

特厚煤层综放面回采期间漏风的测定

新峪煤矿是一个大型煤矿，年处理能力为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。161孤岛工作面定位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°。26114.工作场所的泄漏风测量2.16进国内工作面进风是否成立本煤层工作面释放目的主要为:(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采样点布设和气样采集对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。2.3k—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。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研究方法(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做好气样的采集、分析工作前准备(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采样数据分析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:计算采空区的漏风量: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。3利用示踪气体测量的巷道漏风检测技术通过对新峪矿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