專利名稱：一種工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法
技術領域：
本發明涉及采煤工業技術領域，具體涉及一種工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法。
背景技術：
在“一面四巷”高瓦斯工作面中，一般來說，高抽巷抽采鄰近層的卸壓瓦斯和采空區的部分積聚瓦斯，尾巷排放采空區積聚卸壓瓦斯，同時防治上隅角的瓦斯積聚，其它兩條巷道為進風巷和回風巷，以這四條巷道組成的“一面四巷”瓦斯立體抽采系統，可以從根本上解決突出礦井和高瓦斯礦井的瓦斯問題，但同時也帶來了抽采過程中卸壓區域的煤體自燃氧化問題。“一面四巷”工作面卸壓抽采區域就好像是個“黑體”，只能通過外界的信息來判斷“黑體”里的煤體自燃氧化狀態。采空區漏風分為以下兩部分。一部分是工作面附近采空區淺部漏風，由于進風巷和回風巷、尾巷之間的壓差導致的采空區漏風，這部分漏風主要、影響的是采空區靠近工作面附近的區域，隨著工作面推進，由于進風巷和回風巷、尾巷之間的壓差引起的漏風將逐漸減弱；另一部分是采空區中深部漏風，由于高抽巷和工作面之間的壓差導致，風流從工作面漏入采空區，到達采空區中深部，進而進入高抽巷抽采系統中。在目前的現場和科研中，大部分都通過采集煤層工作面采空區氣樣，并對其分析，根據煤層工作面采空區氣樣的成分變化來判斷煤層工作面采空區的自燃氧化狀態。但是，實際采集煤層采空區氣樣時，難度卻較大，目前的操作方法是在工作面采空區布置測點直接取樣分析，但測點隨工作面的推進相對工作面不斷后退，當測點退到自燃帶時，此時就失去了預報的意義。更重要的是，工作面采空區布點需要大量的材料，而且管路很容易被砸壞，可靠性、安全性差，耗時耗力。因此通過采集煤層工作面采空區氣樣，并對采空區氣樣成分的變化進行分析，實現對工作面采空區自燃氧化情況的判斷和發火危險的預報，以用于指導工作面采空區現場的自燃防治就變得極為困難。
發明內容
本發明的目的在于提供一種工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法。為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是一種工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法，包括以下步驟采集尾巷氣體，對所述尾巷氣體進行分析，根據所述尾巷氣體成分的變化，判斷工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態。尾巷風流主要通過采空區破碎煤巖的裂隙進入，可以把這部分通過采空區裂隙進入尾巷的風量稱為尾巷風量。尾巷風流中的氣體成分直接反映了工作面采空區淺部的浮煤自燃氧化狀態，只要監測尾巷風流中的氣體成分變化，根據煤層自燃氧化的標志性氣體實驗結果，就可以確定工作面采空區淺部浮煤的自燃氧化狀態。煤層自燃氧化的標志性氣體實驗就是按照規范規定采集現場煤樣，進行煤的低溫氧化實驗，取樣分析煤樣氧化實驗過程中的各種氣體成分，得出煤的自燃氧化過程中各種氣體成分的變化規律，確定能夠判斷煤不同氧化階段的自燃標志性氣體及其指標。目前國內外普遍采用CO作為煤層火災預報的主要指標氣體。這首先是因為煤在低溫氧化過程中，CO的生成量與煤溫之間有十分密切的關系，隨著煤溫的升高，CO氣體的濃度變化量最明顯，并且CO檢測比較容易、方便，采用CO作為指標氣體比較靈敏；其次是因為煤層中一般不含有CO，井下爆破工作所產生的CO能很快被風流所稀釋和排除，因此工作面采空區CO的主要來源就是工作面采空區煤的自燃氧化，采用CO作為煤層火災預報的主要指標氣體更準確。根據以往的開采經驗和教訓，一般將工作面采空區自燃氧化的危險性劃分為兩個階段。第一階段，工作面采空區淺部浮煤低溫氧化階段當檢測出尾巷風流即尾巷氣體中CO的體積百分比濃度為OWjisa^esppm時，可以判斷工作面采空區淺部浮煤為低溫氧化階段。在這個階段，尾巷和高抽巷開始有一定量的一氧化碳，采空區遺煤存在低溫氧化區域，采空區的自燃氧化發火危險性和所測到的淺部采空區CO數值成正比變化。第二階段，工作面采空區淺部浮煤自燃發火危險階段(包括加速氧化階段和劇烈 氧化階段):當檢測出尾巷風流中CO的體積百分比濃度為65ppm ( Cjisco時，可以判斷工作面采空區淺部浮煤處于加速氧化階段或劇烈氧化階段。當尾巷氣體中CO濃度達到65ppm，說明工作面采空區的浮煤自燃氧化已經達到一定程度，可以判定采空區內部已經存在一定范圍的高溫區域，當采空區浮煤進入自燃發火危險階段時，必須減少尾巷排放瓦斯量和工作面供風量，同時采取采空區注氮和注阻化泡沫等技術手段，控制采空區自燃氧化進一步的發展。如果不采取措施，采空區的自燃發火危險將會迅速增加，遺煤高溫區域也將進一步擴大。在煤礦開采過程中，應該盡量使工作面采空區自燃發火危險保持在第一階段。尾巷氣體CO的濃度可以直接而迅速地反應出“一面四巷”立體抽采下的工作面采空區淺部浮煤的自燃發火危險。尾巷氣體中CO的體積百分比濃度越大，工作面采空區淺部浮煤的自燃發火危險越高。在實際開采過程中，應該做到不斷監測工作面數據，觀察這個值的變化，當這個值上升速度非常快的時候必須采取相應的措施，防止自燃發火危險程度進一步惡化。本發明提供的工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法相比以往的煤層工作面采空區布點取樣方法，具有以下優點
(I)不需要在煤層工作面采空區布置測點，可以節省大量的人力物力，既經濟又可靠。(2)通過采集尾巷氣體，對尾巷氣體成分分析，判斷工作面采空區淺部浮煤的自燃氧化狀態的方法可以實現對工作面采空區浮煤自燃發火危險的連續預報，只要工作面采空區氣體成分出現異常就能做出響應。以往在采空區布置測點的方法，當取樣點推過工作面采空區自燃帶以后就失去了預報的意義，而尾巷氣體成分分析則不一樣，尾巷所抽的氣體，始終都有一部分來自工作面采空區淺部，隨著工作面推進而推進，通過分析尾巷的氣體成分可以實現連續預報。(3)本發明提供的工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法方便快捷，安全性好。采集尾巷氣體時測點布置比較簡單，測點都是工作面人員可以正常進入的地點，安全性好，取樣方便。
具體實施方式
實施例本實施例提供的工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法，包括以下步驟采集尾巷氣體，對尾巷氣體進行分析，根據尾巷氣體成分的變化，判斷工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態。采用CO作為煤層火災預報的主要指標氣體。當尾巷氣體中CO的體積百分比濃度為時，可以判定工作面采空區淺部浮煤為低溫氧化階段。當尾巷氣體中CO的體積百分比濃度為65ppm ( Cjisco時，可以判定工作面采空區淺部浮煤處于加速氧化階段或劇烈氧化階段。此時說明工作面采空 區的浮煤自燃氧化已經達到一定程度，可以判定采空區內部已經存在一定范圍的高溫區域，當采空區浮煤進入自燃發火危險階段時，必須減少尾巷排放瓦斯量和工作面供風量，同時采取采空區注氮和注阻化泡沫等技術手段，控制采空區自燃氧化進一步的發展。如果不采取措施，采空區的自燃發火危險將會迅速增加，遺煤高溫區域也將進一步擴大。在煤礦開采過程中，應該盡量使工作面采空區自燃發火危險保持在第一階段。尾巷氣體CO的濃度可以直接而迅速地反應出“一面四巷”立體抽采下的工作面采空區淺部浮煤的自燃發火危險。尾巷氣體中CO的體積百分比濃度越大，工作面采空區淺部浮煤的自燃發火危險越高。在實際開采過程中，應該做到不斷監測工作面數據，觀察這個值的變化，當這個值上升速度非常快的時候必須采取相應的措施，防止自燃發火危險程度進
一步惡化。
權利要求
1.一種工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法，其特征在于，包括以下步驟采集尾巷氣體，對所述尾巷氣體進行分析，根據所述尾巷氣體成分的變化，判斷工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態。
2.根據權利要求I所述的工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法，其特征在于，采用CO作為煤層火災預報的主要指標氣體。
全文摘要
本發明公開了一種工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法，包括以下步驟采集尾巷氣體，對所述尾巷氣體進行分析，根據所述尾巷氣體成分的變化，判斷工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態。本發明提供的工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法具有以下優點不需在煤層工作面采空區布置測點，可節省大量的人力物力，既經濟又可靠，可以實現對工作面采空區浮煤自燃發火危險的連續預報。本發明提供的工作面采空區淺部浮煤自燃氧化狀態的判斷方法方便快捷，安全性好。采集尾巷氣體時測點布置比較簡單，測點都是工作面人員可以正常進入的地點，安全性好，取樣方便。
文檔編號G01N33/22GK102735815SQ20121010107
公開日2012年10月17日 申請日期2012年4月9日 優先權日2012年4月9日
發明者嚴家程, 劉壘, 宋萬新, 楊相玉, 楊勝強, 胡新成, 路培超, 鹿存榮 申請人:徐州中礦安達礦山科技有限公司