一种采空区煤自燃三带动态观测方法技术

本发明专利技术公开了一种采空区煤自燃三带动态观测方法，具体为：通过色谱分析仪对三组束管采样气体进行分析，形成O2、CO、R值曲线图；在采煤工作面三带分析图中手绘出每一组束管数据，画出O2浓度曲线，划分出采空区“三带”位置，根据采空区气体变化情况及采空区“三带”位置、束管位置、黄泥灌浆管位置、氮气管路位置以及采煤工作面推进度，根据预警指标及气体变化情况采取相对应的防灭火措施。采用本发明专利技术的方法，可以直观的反应出采空区“三带”的分布以及束管、黄泥灌浆管、制氮管路随工作面推进的变化情况，以便根据采空区的气体变化情况采用有效的措施，建立采空区自燃发火气体预测预报指标体系，根据预警阶段的不同采用相应的措施。根据预警阶段的不同采用相应的措施。根据预警阶段的不同采用相应的措施。

【技术实现步骤摘要】
一种采空区煤自燃三带动态观测方法


[0001]本专利技术属于矿山工程、煤自燃发火
，具体涉及一种采空区煤自燃三带动态观测方法。

技术介绍

[0002]通常根据采煤工作面采空区气体很难判断出采空区的遗煤氧化程度、采空区气体变化情况，无法明确采空区“三带”位置，对采空区煤自然规律不能起到指导性意义；往往黄泥灌浆管、束管、氮气管路随着工作面回采，距离采煤工作面切眼的距离无法准确确定，容易造成采空区煤自燃规律的误导。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种采空区煤自燃三带动态观测方法，根据不同条件下气体变化情况采取不同的防灭火措施，对采空区防灭火工作起到指导性意义。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，一种采空区煤自燃三带动态观测方法，具体按照以下步骤实施：
[0005]步骤1，对采煤工作面采空区敷设三组束管并进行人工采样，通过色谱分析仪对三组束管采样气体进行分析；
[0006]步骤2，通过束管色谱分析仪分析的数据，形成O2、CO、格雷哈姆系数R值曲线图；
[0007]步骤3，根据O2、CO、R值的曲线图，在采煤工作面三带分析图中手绘出每一组束管数据，根据防灭火细则要求，画出O2浓度<18％的曲线，再画出O2浓度<5％的曲线图；
[0008]步骤4，根据O2浓度曲线图划分出采空区“三带”位置；根据束管迈步距离画出束管距离采煤工作面的位置图；根据黄泥灌浆管迈步距离画出黄泥灌浆管距离采煤工作面的位置图；根据氮气管路的迈步距离画出氮气管路伸入采空区的位置图；根据工作面推进度，画出工作面的推进距离；
[0009]步骤5，根据采空区气体变化情况及采空区“三带”位置、束管位置、黄泥灌浆管位置、氮气管路位置以及采煤工作面推进度，根据预警指标及气体变化情况采取相对应的防灭火措施。
[0010]本专利技术的特点还在于，
[0011]步骤1中，具体为：
[0012]步骤1.1，在距离切眼90m处对采空区气体进行采样，沿工作面切眼方向布置共布置七个采样点，每30m敷设一组束管，对采煤工作面采空区三组束管进行气体采样；
[0013]步骤1.2，通过色谱分析仪对采空区气体进行气样分析，分析出O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H
2 8种气体的浓度。
[0014]步骤2中，具体为：
[0015]步骤2.1，在步骤1分析的基础数据下，画出O2随工作面推采距离变化曲线图，CO随工作面推采距离变化曲线图；
[0016]步骤2.2，在步骤1的基础数据分析下，计算格雷哈姆系数R的值，根据R值画出离散型分布图，根据离散点的斜率判断煤自燃氧化的临界值；
[0017]R>0.2∽0.3为氧化阶段，R>0.4∽0.5为自热阶段，R3>0.6∽0.8为临界阶段，R＝R
∩
{C2H4>0}为热解阶段，R＝R
∩
{k＝C2H4/C2H6max}为裂变阶段，R＝R
∩
{明烟、明火}为燃烧阶段。
[0018]步骤3中，具体为：
[0019]步骤3.1，根据步骤2中O2浓度变化的情况，在采煤工作面三带分析图中手绘出束管范围，采煤工作面采空区三带：散热带、氧化带、窒息带；根据O2浓度数值，当O2浓度大于18％为散热带，当O2浓度在5％—18％之间为氧化带，当O2浓度小于5％为窒息带；束管从进入采空区开始直至O2浓度小于5％时，证明束管已进入窒息带，此时说明采空区遗煤不在进行氧化反应，不具备氧化条件，不存在自燃危险；
[0020]步骤3.2，根据防灭火细则中要求，在采煤工作面三带分析图中画出O2浓度<18％曲线，再画出O2浓度<5％的曲线图。
[0021]步骤4中，具体为：
[0022]步骤4.1，根据步骤3中O2浓度<18％曲线，O2浓度<5％的曲线图划分出采空区“三带”，当O2浓度>18％时，束管距离采煤工作面切眼的距离为采煤工作面采空区“散热带”，当18％>O2浓度>5％之间时，束管距离采煤工作面切眼的距离为采煤工作面采空区“氧化带”，当O2浓度<5％时，束管距离采煤工作面切眼的距离为采煤工作面采空区“窒息带”；由此可以划分出采空区“三带”位置关系；
[0023]步骤4.2，根据采空区束管距采煤工作面切眼的距离，在采煤工作面三带分析图中画出束管位置图；束管从进入采空区开始直至O2浓度小于5％时，证明束管已进入窒息带，此时说明采空区遗煤不在进行氧化反应，不具备氧化条件，不存在自燃危险；此时束管距采煤工作面切眼的距离为该组束管的范围；
[0024]步骤4.3，根据采空区黄泥灌浆管距采煤工作面切眼的距离，在采煤工作面三带分析图中画出黄泥灌浆管位置图；黄泥灌浆管从进入采空区开始直至距离采煤工作面切眼30m的位置为该组黄泥灌浆管位置；
[0025]步骤4.4，根据采空区氮气管路迈步深入采空区的距离，在采煤工作面三带分析图中画出氮气管路迈步位置图；氮气管路从进入采空区开始采煤工作面每推采30m氮气管路进行一次迈步，连接三通敷设新的氮气管路；
[0026]步骤4.5，根据工作面推进度，及时画出工作面的推进距离；采煤工作面推进距离从原切眼回采开始每天采煤工作面推移支架后在采煤工作面切眼距原切眼的距离为采煤工作面的推进距离。
[0027]本专利技术的有益效果在于：采用采空区煤自燃三带动态观测方法可以直观的反应出采空区“三带”的分布以及束管、黄泥灌浆管、制氮管路随工作面推进的变化情况，以便根据采空区的气体变化情况采用有效的措施，从而建立采空区自燃发火气体预测预报指标体系，根据预警阶段的不同采用相应的措施。
附图说明
[0028]图1是本专利技术一种采空区煤自燃三带动态观测方法中采空区束管布置图；
[0029]图2是本专利技术一种采空区煤自燃三带动态观测方法中采空区O2浓度变化曲线图；
[0030]图3是本专利技术一种采空区煤自燃三带动态观测方法中采空区CO浓度变化曲线图；
[0031]图4是本专利技术一种采空区煤自燃三带动态观测方法中采空区值变化曲线图；
[0032]图5是本专利技术一种采空区煤自燃三带动态观测方法中采空区O2浓度<18％以及O2浓度<5％的曲线图；
[0033]图6是本专利技术一种采空区煤自燃三带动态观测方法中采空区三带划分、束管、黄泥灌浆管、工作面推进度综合分析图；
[0034]图7是本专利技术一种采空区煤自燃三带动态观测方法中采空区防灭火措施图。
具体实施方式
[0035]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0036]本专利技术的采空区煤自燃三带动态观测方法，对采煤工作面回采过程中采空区气体起到预测预报的作用，能够有效分析判本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采空区煤自燃三带动态观测方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，对采煤工作面采空区敷设三组束管并进行人工采样，通过色谱分析仪对三组束管采样气体进行分析；步骤2，通过束管色谱分析仪分析的数据，形成O2、CO、格雷哈姆系数R值曲线图；步骤3，根据O2、CO、R值的曲线图，在采煤工作面三带分析图中手绘出每一组束管数据，根据防灭火细则要求，画出O2浓度<18％的曲线，再画出O2浓度<5％的曲线图；步骤4，根据O2浓度曲线图划分出采空区“三带”位置；根据束管迈步距离画出束管距离采煤工作面的位置图；根据黄泥灌浆管迈步距离画出黄泥灌浆管距离采煤工作面的位置图；根据氮气管路的迈步距离画出氮气管路伸入采空区的位置图；根据工作面推进度，画出工作面的推进距离；步骤5，根据采空区气体变化情况及采空区“三带”位置、束管位置、黄泥灌浆管位置、氮气管路位置以及采煤工作面推进度，根据预警指标及气体变化情况采取相对应的防灭火措施。2.根据权利要求1所述的一种采空区煤自燃三带动态观测方法，其特征在于，所述步骤1中，具体为：步骤1.1，在距离切眼90m处对采空区气体进行采样，沿工作面切眼方向布置共布置七个采样点，每30m敷设一组束管，对采煤工作面采空区三组束管进行气体采样；步骤1.2，通过色谱分析仪对采空区气体进行气样分析，分析出O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H
2 8种气体的浓度。3.根据权利要求1所述的一种采空区煤自燃三带动态观测方法，其特征在于，所述步骤2中，具体为：步骤2.1，在步骤1分析的基础数据下，画出O2随工作面推采距离变化曲线图，CO随工作面推采距离变化曲线图；步骤2.2，在步骤1的基础数据分析下，计算格雷哈姆系数R的值，根据R值画出离散型分布图，根据离散点的斜率判断煤自燃氧化的临界值；R>0.2∽0.3为氧化阶段，R>0.4∽0.5为自热阶段，R3>0.6∽0.8为临界阶段，R＝R
∩
{C2H4>0}为热解阶段，R＝R
∩
{k＝C2H4/C2H6max}为裂变阶段，R＝R
∩
{明烟、明火}为燃烧阶段。4.根据权利要求1所述的一种采空区煤自燃...

【专利技术属性】
技术研发人员：相里海龙，马小辉，李文福，刘咸富，马搏滔，康甲甲，王向阳，刘二平，王俊，
申请(专利权)人：陕西彬长孟村矿业有限公司，
类型：发明
国别省市：