[发明专利]一种浅埋煤层工作面采空区地表漏风量的计算方法

说明书

本发明公开了一种浅埋煤层工作面采空区地表漏风量的计算方法，具体是(1)开采之前，SF₆示踪气体法测量邻近采空区漏风量，记录为V；(2)开采之后，监测矿压，并在地表观测裂隙发育，发生周期来压且在地表观测到大量裂隙，开始测量井下与地表压强，同时检测该压差下的采空区总漏风量，记录为V₁，地表漏风量记录为V₁‑V，重复以上监测矿压、观测裂隙、检测漏风量的步骤10次以上，并将采空区总漏风量依次记录为V₂，V₃，……，V_n，地表漏风量依次记录为V₂‑V，V₃‑V，……，V_n‑V；(3)将每次周期破断后且相同压差下的地表漏风量函数拟合，并进行现场验证及校正。本发明方法简单，可靠性高，操作性强，可应用于我国西部浅埋煤层开采过程中地表漏风量的确定。

技术领域

本发明涉及煤炭开采过程中的防火技术领域，特别是一种浅埋煤层工作面采空区地表漏风量的计算方法。

背景技术

煤层开采后遗留在采空区的破碎煤体在工作面及工作面上覆煤岩体裂隙持续漏风的条件下极易发生自燃。自燃的煤炭不完全燃烧产生大量CO、C₂H₆等有害气体，导致井下有害气体浓度超标，危害矿井工作人员的生命安全，影响煤矿的正常生产。

我国西部浅埋煤层，由于煤层厚度大，地质条件好，一般采用大采高一次采全高的综采采煤方式，这就导致了采空区遗煤厚度较大，为采空区遗煤自燃提供了条件。此外，由于西部矿区煤层间距近(20m～50m)、埋藏浅(30m～250m)、易自燃、基岩薄，沙土地质特征，煤层开采后采动裂隙往往会发育到地表，形成从地表至采空区的漏风通道，在矿井负压通风作用下，空气从地表渗入采空区，为采空区遗煤自燃持续提供氧气，加剧了采空区遗煤自燃。如何迅速、准确、高效地确定地表漏风量成为了浅埋煤层矿井迫切需要解决的难题。

示踪气体法是目前检测采空区地表漏风量的常用方法。然而，随着工作面的开采，覆岩周期破断，裂隙持续向工作面开采方向延伸，裂隙处于动态演化中。同时，西部地区昼夜温差大，气压波动幅度大，在这种复杂的漏风条件下，示踪气体法只能检测一时的漏风量，而矿井下通过持续释放示踪气体检测漏风量又难以实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种浅埋煤层工作面采空区地表漏风量的计算方法，可靠性高，操作性强，可应用于浅埋煤层开采过程中地表漏风量确定。

为实现上述目的，本发明提供一种浅埋煤层工作面采空区地表漏风量的计算方法，包括以下步骤：

S1：在工作面开采之前，采用SF₆示踪气体法测量临近采空区漏风量，记录为V；

S2：在工作面开采之后，监测井下矿压，同时在地表观测裂隙发育，当发生周期来压且在地表观测到大量裂隙时，开始测量井下与地表压强，分别记录为P₁、P₂；同时采用SF₆示踪气体法测量P₂和P₁压差下的采空区总漏风量，记录为V₁，地表漏风量记录为V₁-V；重复监测矿压、观测裂隙、测量相同压差下的采空区总漏风量的步骤10次以上，并将采空区总漏风量依次记录为V₂，V₃，……，V_n，地表漏风量依次记录为V₂-V，V₃-V，……，V_n-V；

所述的大量裂隙是指覆岩周期破断导致地表产生一条平行于工作面倾向的宽度较大的主裂隙(一般宽度在1m以上，根据煤层采深不同而略有不同)以及大量平行于该主裂隙的小裂隙；