[发明专利]一种工作面采空区浅部浮煤自燃氧化状态的判断方法

说明书

技术领域

    本发明涉及采煤工业技术领域，具体涉及一种工作面采空区浅部浮煤自燃氧化状态的判断方法。

背景技术

在“一面四巷”高瓦斯工作面中，一般来说，高抽巷抽采邻近层的卸压瓦斯和采空区的部分积聚瓦斯，尾巷排放采空区积聚卸压瓦斯，同时防治上隅角的瓦斯积聚，其它两条巷道为进风巷和回风巷，以这四条巷道组成的“一面四巷”瓦斯立体抽采系统，可以从根本上解决突出矿井和高瓦斯矿井的瓦斯问题，但同时也带来了抽采过程中卸压区域的煤体自燃氧化问题。“一面四巷”工作面卸压抽采区域就好像是个“黑体”，只能通过外界的信息来判断“黑体”里的煤体自燃氧化状态。采空区漏风分为以下两部分。一部分是工作面附近采空区浅部漏风，由于进风巷和回风巷、尾巷之间的压差导致的采空区漏风，这部分漏风主要影响的是采空区靠近工作面附近的区域，随着工作面推进，由于进风巷和回风巷、尾巷之间的压差引起的漏风将逐渐减弱；另一部分是采空区中深部漏风，由于高抽巷和工作面之间的压差导致，风流从工作面漏入采空区，到达采空区中深部，进而进入高抽巷抽采系统中。

在目前的现场和科研中，大部分都通过采集煤层工作面采空区气样，并对其分析，根据煤层工作面采空区气样的成分变化来判断煤层工作面采空区的自燃氧化状态。但是，实际采集煤层采空区气样时，难度却较大，目前的操作方法是在工作面采空区布置测点直接取样分析，但测点随工作面的推进相对工作面不断后退，当测点退到自燃带时，此时就失去了预报的意义。更重要的是，工作面采空区布点需要大量的材料，而且管路很容易被砸坏，可靠性、安全性差，耗时耗力。因此通过采集煤层工作面采空区气样，并对采空区气样成分的变化进行分析，实现对工作面采空区自燃氧化情况的判断和发火危险的预报，以用于指导工作面采空区现场的自燃防治就变得极为困难。

发明内容

    本发明的目的在于提供一种工作面采空区浅部浮煤自燃氧化状态的判断方法。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种工作面采空区浅部浮煤自燃氧化状态的判断方法，包括以下步骤：采集尾巷气体，对所述尾巷气体进行分析，根据所述尾巷气体成分的变化，判断工作面采空区浅部浮煤自燃氧化状态。

尾巷风流主要通过采空区破碎煤岩的裂隙进入，可以把这部分通过采空区裂隙进入尾巷的风量称为尾巷风量。尾巷风流中的气体成分直接反映了工作面采空区浅部的浮煤自燃氧化状态，只要监测尾巷风流中的气体成分变化，根据煤层自燃氧化的标志性气体实验结果，就可以确定工作面采空区浅部浮煤的自燃氧化状态。

煤层自燃氧化的标志性气体实验就是按照规范规定采集现场煤样，进行煤的低温氧化实验，取样分析煤样氧化实验过程中的各种气体成分，得出煤的自燃氧化过程中各种气体成分的变化规律，确定能够判断煤不同氧化阶段的自燃标志性气体及其指标。目前国内外普遍采用CO作为煤层火灾预报的主要指标气体。这首先是因为煤在低温氧化过程中，CO的生成量与煤温之间有十分密切的关系，随着煤温的升高，CO气体的浓度变化量最明显，并且CO检测比较容易、方便，采用CO作为指标气体比较灵敏；其次是因为煤层中一般不含有CO，井下爆破工作所产生的CO能很快被风流所稀释和排除，因此工作面采空区CO的主要来源就是工作面采空区煤的自燃氧化，采用CO作为煤层火灾预报的主要指标气体更准确。

根据以往的开采经验和教训，一般将工作面采空区自燃氧化的危险性划分为两个阶段。

第一阶段，工作面采空区浅部浮煤低温氧化阶段：当检测出尾巷风流即尾巷气体中CO的体积百分比浓度为0<C_尾巷CO<65ppm时，可以判断工作面采空区浅部浮煤为低温氧化阶段。在这个阶段，尾巷和高抽巷开始有一定量的一氧化碳，采空区遗煤存在低温氧化区域，采空区的自燃氧化发火危险性和所测到的浅部采空区CO数值成正比变化。