專利名稱：一種工作面采空區(qū)深部自燃氧化情況的判斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采煤エ業(yè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種工作面采空區(qū)深部自燃氧化情況的判斷方法。
背景技術(shù)：
氣體分析法是根據(jù)煤的自燃發(fā)火不同發(fā)展階段產(chǎn)生的不同氣體產(chǎn)物和其濃度進(jìn)行工作面采空區(qū)自燃發(fā)火預(yù)測預(yù)報(bào)的ー種方法，其基本方法就是根據(jù)工作面采空區(qū)中某些氣體的存在及其濃度變化特征來判斷工作面采空區(qū)煤炭自燃發(fā)火狀態(tài)及階段的，是目前煤自燃預(yù)測預(yù)報(bào)應(yīng)用最廣泛的方法。煤在氧化升溫過程中，會(huì)釋放出CO、CO2、烷烴、烯烴以及炔烴等指標(biāo)性氣體。這些氣體的產(chǎn)生率隨煤溫上升而發(fā)生規(guī)律性的變化，能預(yù)測和反映煤自燃發(fā)火狀態(tài)。CO氣體貫 穿于整個(gè)煤自燃發(fā)火過程中，一般在50°C以上就可測定出來，出現(xiàn)時(shí)濃度較高。烷烴(こ烷、丙烷)出現(xiàn)的時(shí)間幾乎與CO同歩，貫穿于煤自燃發(fā)火全過程，但其濃度低于CO，而且在不同煤種中有不同的顯現(xiàn)規(guī)律。烯烴較CO和烷烴出現(xiàn)的晩，こ烯在110°C左右能被測出，是煤自燃發(fā)火進(jìn)程加速氧化階段的標(biāo)志性氣體，在開始產(chǎn)生時(shí)，濃度略高于炔烴氣體。炔烴出現(xiàn)的時(shí)間最晚，只有在較高溫度段才出現(xiàn)，與CO氣體、烯烴之間有ー個(gè)明顯的溫度差和時(shí)間差，是煤自燃發(fā)火步入劇烈氧化階段(也即燃燒階段)的產(chǎn)物。因此，可以利用這些指標(biāo)氣體產(chǎn)生量的變化，來進(jìn)行煤層火災(zāi)的早期預(yù)報(bào)。最新研究成果表明，可以使用ー氧化碳、こ烯及こ炔三個(gè)指標(biāo)氣體，綜合地將煤炭自燃劃分為三個(gè)不同的發(fā)展階段緩慢氧化階段、加速氧化階段和劇烈氧化階段。礦井風(fēng)流中只出現(xiàn)10_6級(jí)的ー氧化碳時(shí)為緩慢氧化階段，出現(xiàn)10_6級(jí)的ー氧化碳、こ烯時(shí)為加速氧化階段，出現(xiàn)10_6級(jí)的ー氧化碳、こ烯及こ炔時(shí)為劇烈氧化階段，此時(shí)即將出現(xiàn)明火。目前國內(nèi)外普遍采用CO氣體作為煤層火災(zāi)預(yù)報(bào)的主要指標(biāo)氣體，原因有兩個(gè)，首先，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(guān)系，隨著煤溫的升高，CO濃度的變化量最明顯并且CO的檢測比較容易、方便，采用CO作為指標(biāo)氣體比較靈敏；其次，煤層中一般不含有CO，井下爆破工作所產(chǎn)生的CO能很快被風(fēng)流所稀釋和排除，因此，采用CO氣體作為煤層火災(zāi)預(yù)報(bào)的指標(biāo)氣體比較準(zhǔn)確。在以前的現(xiàn)場和科研中，大部分人都將煤層采空區(qū)氣樣中CO的含量作為對(duì)工作面采空區(qū)自燃發(fā)火危險(xiǎn)的ー個(gè)重要指標(biāo)，以及時(shí)的反映工作面采空區(qū)的自燃情況和危險(xiǎn)程度。但是，實(shí)際采集煤層采空區(qū)氣樣時(shí)，難度卻較大，目前的操作方法是在工作面采空區(qū)布置測點(diǎn)直接取樣分析，但測點(diǎn)隨工作面的推進(jìn)相對(duì)工作面不斷后退，當(dāng)測點(diǎn)退到自燃帶時(shí)，此時(shí)就失去了預(yù)報(bào)的意義。更重要的是，工作面采空區(qū)布點(diǎn)需要大量的材料，而且管路很容易被砸壞，可靠性差，耗時(shí)耗力。因此通過采集煤層工作面采空區(qū)氣樣，并對(duì)采空區(qū)氣樣成分的變化進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面采空區(qū)自燃發(fā)火危險(xiǎn)的預(yù)報(bào)，以用于指導(dǎo)工作面采空區(qū)現(xiàn)場的自燃防治就變得極為困難
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種工作面采空區(qū)深部自燃氧化情況的判斷方法。為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是ー種工作面采空區(qū)深部自燃氧化情況的判斷方法，包括以下步驟采集高抽巷氣體，對(duì)所述高抽巷氣體進(jìn)行分析，根據(jù)所述高抽巷氣體成分的變化，判斷工作面采空區(qū)深部自燃氧化情況。高抽巷內(nèi)的氣體有兩部分組成，分別為本煤層采空區(qū)瓦斯氣體和鄰近煤層原始瓦斯氣體。設(shè)高抽巷中氣體單位體積中本煤層采空區(qū)瓦斯氣體體積為X，高抽巷中來自鄰近煤層的原始瓦斯氣體體積為y，注入氮?dú)膺z留下的氮?dú)怏w積為Z，因此可得出以下方程。氧氣質(zhì)量守恒得出
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瓦斯質(zhì)量守恒得出
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敦麻義(-、綜合方程(I) (6)可以得出，高抽巷中氣體單位體積中本煤層采空區(qū)瓦斯氣體體積X為
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權(quán)利要求
1.ー種工作面采空區(qū)深部自燃氧化情況的判斷方法，其特征在于，包括以下步驟采集高抽巷氣體，對(duì)所述高抽巷氣體進(jìn)行分析，根據(jù)所述高抽巷氣體成分的變化，判斷工作面采空區(qū)深部自燃氧化情況。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工作面采空區(qū)深部自燃氧化情況的判斷方法，該判斷方法包括以下步驟采集高抽巷氣體，對(duì)所述高抽巷氣體進(jìn)行分析，根據(jù)所述高抽巷氣體成分的變化，判斷工作面采空區(qū)深部自燃氧化情況。本發(fā)明提供的工作面采空區(qū)深部自燃氧化情況的判斷方法具有以下優(yōu)點(diǎn)不需要在煤層工作面采空區(qū)布置測點(diǎn)，可以節(jié)省大量的人力物力，既經(jīng)濟(jì)又可靠；高抽巷所抽的氣體始終都有一部分來自于工作面采空區(qū)深部，隨著工作面推進(jìn)而推進(jìn)，通過分析高抽巷的氣體成分可以實(shí)現(xiàn)對(duì)工作面采空區(qū)深部自燃氧化情況的連續(xù)預(yù)報(bào)；方便快捷，安全性好，采集高抽巷氣體時(shí)測點(diǎn)布置比較簡單，測點(diǎn)都是工作面人員可以正常進(jìn)入的地點(diǎn)，安全性好，取樣方便。
文檔編號(hào)G01N33/22GK102854298SQ201210101909
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者楊勝強(qiáng), 胡新成, 宋萬新, 鹿存榮, 楊相玉, 嚴(yán)家程, 路培超, 劉壘 申請(qǐng)人:徐州中礦安達(dá)礦山科技有限公司