用于監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測裝置，包括兩條主連接管、兩條采樣管和兩臺防爆抽氣泵，所述兩條主連接管分別安裝在采煤工作面的兩側(cè)的順槽內(nèi)，兩條所述采樣管橫向布置在采空區(qū)內(nèi)，每條所述采樣管分別與兩條所述主連接管連通，每條所述主連接管內(nèi)均布置有一臺所述防爆抽氣泵，其中每條所述采樣管上均設(shè)置有多個監(jiān)測口，且每個所述監(jiān)測口分別通過單獨的一條送氣支管連接至其中一臺所述防爆抽樣氣泵，每條所述采樣管上在靠近所述采空區(qū)兩側(cè)的所述順槽處時的所述監(jiān)測口的布置密度大于在位于所述采空區(qū)中間位置時的所述監(jiān)測口的布置密度。本發(fā)明還公開了用于監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測方法。
【專利說明】用于監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤礦采空區(qū)煤自燃防治【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及一種用于監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法，主要用于正在大規(guī)模開采的特厚煤層復雜采空區(qū)大量遺煤自燃的防治。
【背景技術(shù)】
[0002]礦井煤層自燃火災(zāi)已成為直接威脅礦井安全生產(chǎn)的主要災(zāi)害之一。統(tǒng)計顯示，50%以上的國有重點煤礦存在自然發(fā)火威脅，而正在大規(guī)模開采的特厚煤層尤為嚴重。我國神東、陜北、黃隴、寧東、新疆等大型煤炭基地賦存有大量特厚煤層，該類煤層具有賦存厚度不穩(wěn)定、硬度較大、自然發(fā)火期短等顯著特點。隨著特厚煤層綜采放頂煤開采技術(shù)的推廣，該技術(shù)在大幅度提高煤炭生產(chǎn)效率及煤炭產(chǎn)量的同時，也給采空區(qū)遺留下大量浮煤，使得越來越多的礦井經(jīng)常出現(xiàn)采空區(qū)自燃火災(zāi)，特別是高瓦斯礦井，自燃往往引發(fā)瓦斯燃燒和爆炸。在特厚煤層綜放開采中，采空區(qū)冒落大，遺煤多，加之配風量大，一般達2500-3000m3/min，遠遠高于一般煤層工作面的配風量，從而導致漏風變得非常嚴重。在上述情況下，遺煤很容易與采空區(qū)漏風流中的氧氣發(fā)生氧化反應(yīng)，導致采空區(qū)自燃火災(zāi)的發(fā)生，嚴重威脅礦工的生命安全和煤礦的安全生產(chǎn)。
[0003]特厚煤層綜放面采空區(qū)自燃有以下特點:自燃一般發(fā)生在距煤體暴露面一定距離的深部，高溫區(qū)域隱蔽且范圍較大；煤自燃過程中，隨著煤溫升高，高溫點總是逆著風流移動，采空區(qū)自燃火災(zāi)滅火難度大，火區(qū)啟封后易于復燃；采空區(qū)漏風開放、立體空間大、工作面長度大、火源較為隱蔽。因此，一旦特厚煤層采空區(qū)出現(xiàn)自然發(fā)火的隱患，很難準確的對采空區(qū)火區(qū)進行治理，況且由于火源位置確定的模糊性，使火區(qū)治理盲目性增大，治理區(qū)域大。
[0004]根據(jù)煤炭自燃的煤氧復合學說及煤炭自燃過程的分析和生產(chǎn)實際表明，煤炭自燃必須具備三個條件:(I)有自燃傾向性的煤炭開采后呈破碎狀態(tài)，堆積厚度一般大于0.4m ；
`(2)具有含氧量較高的風流流經(jīng)破碎的煤體，維持煤的氧化過程不斷的發(fā)展；風流速度適中，使破碎的煤體有積聚氧化熱量的環(huán)境，即有較好的蓄熱環(huán)境；(3)有適量的通風供氧，通風是維持較高氧濃度的必要條件，是保證氧化反應(yīng)自動加速的前提。
[0005]由此可見，氧氣濃度的大小及變化情況直接影響著松散煤體的氧化放熱，漏風首先是向煤體提供自燃所需的氧氣，促進煤自燃的發(fā)展；其次是帶走煤氧化過程中所產(chǎn)生的熱量，降低煤體溫度，從而控制著采空區(qū)不同范圍內(nèi)的遺煤自燃過程的發(fā)展。而現(xiàn)有技術(shù)中還缺乏對采空區(qū)漏風的監(jiān)測，無法準確判斷采空區(qū)中含氧量，進而無法效預(yù)防采空區(qū)煤自燃，避免惡性事故的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種用于監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法。[0007]本發(fā)明技術(shù)方案提供一種用于監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測裝置，包括兩條主連接管、兩條采樣管和兩臺防爆抽氣泵，所述兩條主連接管分別安裝在采煤工作面的兩側(cè)的順槽內(nèi)，兩條所述采樣管橫向布置在采空區(qū)內(nèi)，每條所述采樣管分別與兩條所述主連接管連通，每條所述主連接管內(nèi)均布置有一臺所述防爆抽氣泵，其中每條所述采樣管上均設(shè)置有多個監(jiān)測口，且每個所述監(jiān)測口分別通過單獨的一條送氣支管連接至其中一臺所述防爆抽樣氣泵，每條所述采樣管上在靠近所述采空區(qū)兩側(cè)的所述順槽處時的所述監(jiān)測口的布置密度大于在位于所述采空區(qū)中間位置時的所述監(jiān)測口的布置密度。
[0008]進一步地，兩臺所述防爆抽樣氣泵分別連接有氣相色譜儀，所述氣相色譜儀用于將從各個所述監(jiān)測口傳來的氣體樣品進行分析，得出各個所述監(jiān)測口傳來的氣體樣品中氧氣的濃度。
[0009]進一步地，所述采空區(qū)的橫向距離為214m，兩條所述采樣管之間的距離為50m，所述采空區(qū)內(nèi)位于兩側(cè)的所述順槽處遺煤厚度大于其中間位置處遺煤的厚度，兩條所述采樣管上均設(shè)置有11個監(jiān)測口，11個所述監(jiān)測口從一側(cè)所述順槽處至另一側(cè)順槽處以如下間隔 2m、5m、8m、12m、15m、25m、40m、25m、15m、12m、8m、5m 和 2m 布置。
[0010]本發(fā)明還提供一種用于監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測方法，其包括如下步驟:步驟1:在采煤工作面的兩側(cè)的順槽內(nèi)分別布置一條主連接管，在每條所述主連接管內(nèi)均布置一臺防爆抽氣泵，在采空區(qū)內(nèi)橫向布置兩條采樣管，每所述采樣管分別與兩條所述主連接管連通，所述采樣管上設(shè)置有多個監(jiān)測口，并將每個所述監(jiān)測口分別通過一條單獨的送氣支管連接至其中一臺所述防爆抽樣氣泵，每條所述采樣管上在靠近所述采空區(qū)兩側(cè)的所述順槽處時的所述監(jiān)測口的布置密度大于在位于所述采空區(qū)中間位置時的所述監(jiān)測口的布置密度；步驟2:開啟所述防爆抽樣氣泵，采集每個所述監(jiān)測口輸出的氣體樣品，并分析所述氣體樣品中氧氣的濃度，來確定各監(jiān)測口處的漏風范圍。
[0011]進一步地，上述步驟2中通過氣相色譜儀將從各個所述監(jiān)測口傳來的所述氣體樣品進行分析，得出各個所述監(jiān)測口傳來的氣體樣品中氧氣的濃度。
[0012]進一步地，還包括如下步驟，步驟3:對采空區(qū)內(nèi)的遺煤區(qū)域進行打鉆注水，確定所述采空區(qū)內(nèi)各監(jiān)測口處的孔隙率，并根據(jù)每個所述監(jiān)測口處所述孔隙率及每個所述監(jiān)測口處的氧氣濃度之間的關(guān)系，得出所述采空區(qū)內(nèi)各區(qū)域的漏風分布情況；所述孔隙率的測定方法為:
[0013]nk=Q/V ；Vg=L (d+Hm) [2w-(d+Hm) cot a ]/2 ；Hm=d/ (k-1) cos a ；
[0014]其中，Hm為采空最大冒落高度,單位為m ；d為煤層厚度或采厚,單位為m ；k為巖石碎漲系數(shù)1.25?1.5，取1.3 ;a為煤(巖)層傾角，取8° ;L為采煤工作面斜長，單位為m ；w為煤工作面長，單位為m ；Q為采空區(qū)積水量(放水量)，單位為m3 ；Vg為采空垮落空間體積，單位為m3 ；nk為采空垮落孔隙率。
[0015]進一步地，所述采空區(qū)內(nèi)自然發(fā)火危險漏風范圍的氧氣濃度在8%_18%之間。
[0016]進一步地，還包括如下步驟，步驟4:每天記錄采煤工作面的推進度，測算每個所述監(jiān)測口距所述采煤工作面的距離，并記錄隨著所述采煤工作面推進每個所述監(jiān)測口的氧氣濃度變化。
[0017]采用上述技術(shù)方案，具有如下有益效果:通過本對特厚煤層(厚度在3.5m_10m之間)采空區(qū)漏風分布情況進行監(jiān)測，可以得知采空區(qū)漏風分布情況，改變了以往采用經(jīng)驗來確定特厚煤層漏風分布的不足，使得特厚煤層采空區(qū)煤自燃防治工作變得更加科學、更加有效，也就大大提高了礦井的安全生產(chǎn)；其次，該漏風范圍的確定改變了以往防滅火設(shè)計的盲目性，大大減少了防滅火材料的浪費，做到了有的放矢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明提供的監(jiān)測裝置的示意圖。
[0019]附圖表記對照表:
[0020]1-采煤工作面；2-順槽；3-主連接管；
[0021]4-采樣管；5-監(jiān)測口；6-送氣支管；
[0022]7-采空區(qū)；8-防爆抽氣泵；9-氣相色譜儀。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖來進一步說明本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0024]本發(fā)明提供的監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法專用針對特厚煤層(煤層厚度在3.5m_10m之間)的采空區(qū)漏風情況監(jiān)測。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明提供的一種用于監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測裝置，包括兩條主連接管3、兩條采樣管4和兩臺防爆抽氣泵8，兩條主連接管3分別安裝在采煤工作面I的兩側(cè)的順槽2內(nèi)，兩條采樣管4橫向布置在采空區(qū)7內(nèi)，每條采樣管4分別與兩條主連接管3連通，每條主連接管3內(nèi)均布置有一臺防爆抽氣泵8，其中每條采樣管4上均設(shè)置有多個監(jiān)測口 5，且每個監(jiān)測口 5分別通過單獨的一條送氣支管6連接至其中一臺防爆抽樣氣泵8，每條采樣管4上在靠近采`空區(qū)7兩側(cè)的順槽2處時的監(jiān)測口 5的布置密度大于在位于采空區(qū)7中間位置時的監(jiān)測口 5的布置密度。
[0026]即，該監(jiān)測裝置，包括兩條主連接管3、兩條采樣管4和兩臺防爆抽氣泵8。在采空區(qū)7與采煤工作面I的兩側(cè)布置有順槽2，一條為順風槽，一條為回風槽。在特厚煤層的采空區(qū)7內(nèi)埋設(shè)兩條采樣管4進行氣體成份觀測，采樣管4上布置有監(jiān)測口 5，并沿采煤工作面I傾向方向布置。根據(jù)特厚煤層放煤后兩側(cè)順槽2處的遺煤厚度大于采空區(qū)中間部分的遺煤厚度，監(jiān)測口 5布置數(shù)量在兩側(cè)順槽2處密集，在采空區(qū)7中間位置處相對稀疏。每個監(jiān)測口 5通過單獨的一根送氣支管6與其中一臺防爆抽樣氣泵8連接，送氣支管6并行穿過主連接管3。每個監(jiān)測口 5單獨通過一根送氣支管6與臺防爆抽樣氣泵8，可以保證準確測得每個監(jiān)測口 5處的氧氣濃度。
[0027]使用時，開啟防爆抽氣泵8，收集每個監(jiān)測口 5處的氣體樣品，并通過分析得出隨采煤工作面I的推進，采空區(qū)7內(nèi)的溫度和02、CO、C02、CH4、C2H2等重碳氫氣體的濃度變化規(guī)律，并得出每個監(jiān)測口 5處氧氣濃度。根據(jù)特厚煤層的采空區(qū)7內(nèi)氧氣濃度的變化情況來分析采空區(qū)7內(nèi)部的氧化規(guī)律；依據(jù)支持采空區(qū)7浮煤氧化的氧氣濃度上下限來劃定煤自燃發(fā)火危險漏風范圍，自燃發(fā)火危險漏風范圍:8%< 02濃度< 18%。
[0028]由此，本發(fā)明提供的監(jiān)測裝置可通過分別監(jiān)測分析每個監(jiān)測口處的氧氣濃度，利于施工人員分析出整個采空區(qū)內(nèi)的氧氣濃度，得知氧化程度，便于提前預(yù)防自然火災(zāi)，使得特厚煤層采空區(qū)煤自燃防治工作變得更加科學、更加有效，也就大大提高了礦井的安全生產(chǎn)；其次，該漏風范圍的確定改變了以往防滅火設(shè)計的盲目性，大大減少了防滅火材料的浪費，做到了有的放矢。
[0029]較佳地，兩臺防爆抽樣氣泵8別連接有氣相色譜儀9，氣相色譜儀9用于將從各個監(jiān)測口 5傳來的氣體樣品進行分析，得出各個監(jiān)測口 5傳來的氣體樣品中氧氣的濃度。正常情況下每日測取氣體成份數(shù)據(jù)，早班入井測定。若有異常，則根據(jù)具體情況而定，可在異常監(jiān)測口每日測取2-3次數(shù)據(jù)。在防爆抽樣氣泵8的作用下，通過送氣支管6抽取氣樣送入氣相色譜儀9中進行分析(同時在井下抽取采空區(qū)7內(nèi)氣體樣品放至球膽中，帶到地面送入氣相色譜儀9進行分析，以便對照比較)，從而得出隨采煤工作面I的推進，采空區(qū)7內(nèi)的溫度和02、0)、0)2、014、(:2!12等重碳氫氣體的濃度的變化規(guī)律。并記錄每日采煤工作面I的推進度，以便推算監(jiān)測口 5距采煤工作面I的距離，并記錄隨著采煤工作面I的推進，每個監(jiān)測口 5處的氧氣濃度變化。
[0030]采空區(qū)7的橫向(寬)距離約為214m，兩條采樣管4之間的距離為50m，采空區(qū)7內(nèi)位于兩側(cè)的順槽2處遺煤厚度大于其中間位置處遺煤的厚度，兩條采樣管4上均設(shè)置有11個監(jiān)測口 5，11個監(jiān)測口 5從一側(cè)順槽處2至另一側(cè)順槽2處以如下間隔2m、5m、8m、12m、15m、25m、40m、25m、15m、12m、8m、5m 和 2m 布置。
[0031]對一采煤工作面長為300m，采空區(qū)7的橫向(寬)距離約為214m，采煤工作面I的煤厚為8m的采空區(qū)7內(nèi)埋設(shè)采樣管4進行氣體成份觀測；根據(jù)特厚煤層放煤后兩順槽2處的遺煤厚度大于其中間部分遺煤厚度的特點，監(jiān)測口 5布置數(shù)量在兩順槽2處密集，在中間位置處相對稀疏。
[0032]在采煤工作面I綜放支架沿著后部刮板輸送機布置，從一個順槽2側(cè)(進風側(cè))到另一個順槽2側(cè)(回風側(cè))，監(jiān)測口 5布置的間隔距離分別為2m、5m、8m、15m、25m、40m、40m、40m、40m、40m、25m、15m、8m、5n^P 2m。為達到準確分析的效果，在采空區(qū)7中部埋設(shè)兩路采
樣管4，兩路采樣管4沿縱向相隔50m。采樣管4與兩側(cè)主連接管3連接，主連接管3前期鋪設(shè)250m，根據(jù)測試數(shù)據(jù)結(jié)果可做適當延長，主連接管3沿著進回風巷煤幫采用挖槽埋放，在其一端安裝有礦用防爆抽氣泵8。
`[0033]本發(fā)明還提供一種用于監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測方法，結(jié)合圖1所示，其包括如下步驟:
[0034]步驟1:在采煤工作面I的兩側(cè)的順槽2內(nèi)分別布置一條主連接管3，在每條主連接管3內(nèi)均布置一臺防爆抽氣泵8，在采空區(qū)7內(nèi)橫向布置兩條采樣管4，每采樣管4分別與兩條主連接管3連通，采樣管4上均設(shè)置有多個監(jiān)測口 5，并將每個監(jiān)測口 5分別通過一條單獨的送氣支管6連接至其中一臺防爆抽樣氣泵8，每條采樣管4上在靠近采空區(qū)7兩側(cè)的順槽2處時的監(jiān)測口 5的布置密度大于在位于采空區(qū)7中間位置時的監(jiān)測口 5的布置密度；
[0035]步驟2:開啟防爆抽樣氣泵8，采集每個監(jiān)測口 5輸出的氣體樣品，并分析氣體樣品中氧氣的濃度，來確定各監(jiān)測口 5處的漏風范圍。
[0036]使用時，開啟防爆抽氣泵8，收集每個監(jiān)測口 5處的氣體樣品，并通過分析得出隨采煤工作面I的推進，采空區(qū)7內(nèi)的溫度和02、CO、C02、CH4、C2H2等重碳氫氣體的濃度變化規(guī)律，并得出每個監(jiān)測口 5處氧氣濃度。根據(jù)特厚煤層的采空區(qū)7內(nèi)氧氣濃度的變化情況來分析采空區(qū)7內(nèi)部的氧化規(guī)律；依據(jù)支持采空區(qū)7浮煤氧化的氧氣濃度上下限來劃定煤自燃發(fā)火危險漏風范圍，自燃發(fā)火危險漏風范圍:8%< 02濃度< 18%。[0037]較佳地，上述步驟2中通過氣相色譜儀9將從各個監(jiān)測口 5傳來的氣體樣品進行分析，得出各個監(jiān)測口 5傳來的氣體樣品中氧氣的濃度。在防爆抽樣氣泵8的作用下，通過送氣支管6抽取氣樣送入氣相色譜儀9中進行分析(同時在井下抽取采空區(qū)7內(nèi)氣體樣品放至球膽中，帶到地面送入氣相色譜儀9進行分析，以便對照比較)，從而得出隨采煤工作面I的推進，采空區(qū)7內(nèi)的溫度和02、CO、CO2, CH4, C2H2等重碳氫氣體的濃度的變化規(guī)律。
[0038]上述監(jiān)測步驟，還包括步驟3:對采空區(qū)7內(nèi)的遺煤區(qū)域進行打鉆注水，確定采空區(qū)7內(nèi)各監(jiān)測口 5處的孔隙率，并根據(jù)每個監(jiān)測口 5處孔隙率及每個監(jiān)測口 5處的氧氣濃度之間的關(guān)系，得出采空區(qū)7內(nèi)各區(qū)域的漏風分布情況。
[0039]孔隙率的測定方法為:
[0040]nk=Q/V ；
[0041]Vg=L (d+Hm) [2w-(d+Hm) cot α ]/2 ；
[0042]Hm=d/ (k-1) cos a ；
[0043]其中，Hm為采空最大冒落高度,單位為m ；d為煤層厚度或采厚,單位為m ；k為巖石碎漲系數(shù)1.25?1.5，取1.3 ;a為煤(巖)層傾角，取8° ;L為采煤工作面斜長，單位為m ；w為煤工作面長，單位為m ；Q為采空區(qū)積水量(放水量)，單位為m3 ；Vg為采空垮落空間體積，單位為m3 ；nk為采空垮落孔隙率。
[0044]在現(xiàn)場對采空區(qū)7內(nèi)進行打鉆，結(jié)合工作面的相關(guān)地質(zhì)數(shù)據(jù)對鉆孔注水量進行分析，確定特厚煤層采空區(qū)各范圍的孔隙。即注入水的體積等于遺煤區(qū)域的孔或間隙的體積。
[0045]上述監(jiān)測步驟，還包括步驟4:每天記錄采煤工作面I的推進度，測算每個監(jiān)測口 5距采煤工作面I的距離，并記錄隨著采煤工作面I的推進，每個監(jiān)測口 5的氧氣濃度變化。
[0046]根據(jù)特厚煤層采空區(qū)7的孔隙率及采煤工作面I的開采、地質(zhì)、通風及其他相關(guān)數(shù)據(jù)，確定氧濃度分布規(guī)律，來判定特厚煤層的采空區(qū)7在不同風量條件下的氧氣濃度變化情況，從而掌握其漏風分布情況。
[0047]由此可見，本發(fā)明提供的監(jiān)測方法，可以監(jiān)測出采空區(qū)中每個監(jiān)測口處的氧氣濃度，得出該處漏風情況，利于掌握采空區(qū)中漏風分布情況，便于提前預(yù)防自然火災(zāi)，提高了礦井的安全生產(chǎn)。
[0048]根據(jù)需要，可以將上述各技術(shù)方案進行結(jié)合，以達到最佳技術(shù)效果。
[0049]以上所述的僅是本發(fā)明的原理和較佳的實施例。應(yīng)當指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在本發(fā)明原理的基礎(chǔ)上，還可以做出若干其它變型，也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種用于監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測裝置，其特征在于，包括兩條主連接管、兩條采樣管和兩臺防爆抽氣泵，所述兩條主連接管分別安裝在采煤工作面的兩側(cè)的順槽內(nèi)，兩條所述采樣管橫向布置在采空區(qū)內(nèi)，每條所述采樣管分別與兩條所述主連接管連通，每條所述主連接管內(nèi)均布置有一臺所述防爆抽氣泵， 其中每條所述采樣管上均設(shè)置有多個監(jiān)測口，且每個所述監(jiān)測口分別通過單獨的一條送氣支管連接至其中一臺所述防爆抽樣氣泵， 每條所述采樣管上在靠近所述采空區(qū)兩側(cè)的所述順槽處時的所述監(jiān)測口的布置密度大于在位于所述采空區(qū)中間位置時的所述監(jiān)測口的布置密度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種監(jiān)測裝置，其特征在于，兩臺所述防爆抽樣氣泵分別連接有氣相色譜儀，所述氣相色譜儀用于將從各個所述監(jiān)測口傳來的氣體樣品進行分析，得出各個所述監(jiān)測口傳來的氣體樣品中氧氣的濃度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種監(jiān)測裝置，其特征在于，所述采空區(qū)的橫向距離為214m，兩條所述采樣管之間的距離為50m，所述采空區(qū)內(nèi)位于兩側(cè)的所述順槽處遺煤厚度大于其中間位置處遺煤的厚度，兩條所述采樣管上均設(shè)置有11個監(jiān)測口，11個所述監(jiān)測口從一側(cè)所述順槽處至另一側(cè)順槽處以如下間隔2m、5m、8m、12m、15m、25m、40m、25m、15m、12m、8m、5m和2m布置。
4.一種采用權(quán)利要求1所述的監(jiān)測裝置進行監(jiān)測煤層采空區(qū)漏風的監(jiān)測方法，其包括如下步驟: 步驟1:在采煤工作面的兩側(cè)的順槽內(nèi)分別布置一條主連接管，在每條所述主連接管內(nèi)均布置一臺防爆抽樣氣泵， 在采空區(qū)內(nèi)橫向布置兩條采樣管，每所述采樣管分別與兩條所述主連接管連通， 所述采樣管上設(shè)置有多個監(jiān)測口，并將每個所述監(jiān)測口分別通過一條單獨的送氣支管連接至其中一臺所述防爆抽樣氣泵， 每條所述采樣管上在靠近所述采空區(qū)兩側(cè)的所述順槽處時的所述監(jiān)測口的布置密度大于在位于所述采空區(qū)中間位置時的所述監(jiān)測口的布置密度； 步驟2:開啟所述防爆抽樣氣泵，采集每個所述監(jiān)測口輸出的氣體樣品，并分析所述氣體樣品中氧氣的濃度，來確定各監(jiān)測口處的漏風范圍。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的監(jiān)測方法，其特征在于，上述步驟2中通過氣相色譜儀將從各個所述監(jiān)測口傳來的所述氣體樣品進行分析，得出各個所述監(jiān)測口傳來的氣體樣品中氧氣的濃度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的監(jiān)測方法，其特征在于，還包括如下步驟， 步驟3:對采空區(qū)內(nèi)的遺煤區(qū)域進行打鉆注水，確定所述采空區(qū)內(nèi)各監(jiān)測口處的孔隙率，并根據(jù)每個所述監(jiān)測口處所述孔隙率及每個所述監(jiān)測口處的氧氣濃度之間的關(guān)系，得出所述采空區(qū)內(nèi)各區(qū)域的漏風分布情況； 所述孔隙率的測定方法為: nk=Q/V ；
Vg=L (d+Hm) [2w-(d+Hm) cot a ]/2 ；
Hm=d/ (k-1) cos a ； 其中，Hm為采空最大冒落高度，單位為m ；d為煤層厚度或采厚，單位為m; k為巖石碎漲系數(shù)1.25~1.5，取1.3 ; α為煤(巖)層傾角，取8° ； L為采煤工作面斜長，單位為m; w為煤工作面長，單位為m; Q為采空區(qū)積水量(放水量)，單位為m3 ； Vg為采空垮落空間體積，單位為Hl3 ; Hk為采空垮落孔隙率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的監(jiān)測方法，其特征在于，所述采空區(qū)內(nèi)自然發(fā)火危險漏風范圍的氧氣濃度在8%-18%之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的監(jiān)測方法，其特征在于，還包括如下步驟，步驟4:每天記錄采煤工作面的推進度，測算每個所述監(jiān)測口距所述采煤工作面的距離，并記錄隨著所述采煤工作面推進每 個所述監(jiān)測口的氧氣濃度變化。
【文檔編號】E21F17/18GK103806943SQ201310683192
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】魯義, 賀安民, 白楓桐, 尚少勇, 李恒 申請人:中國神華能源股份有限公司, 神華神東煤炭集團有限責任公司, 中國礦業(yè)大學