示踪技术测定漏风技术在哈拉沟矿的应用

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1、示踪技术在哈拉沟矿漏风检测中的应用摘要：介绍了示踪技术检测漏风的基本原理，采用瞬时和连续定量释放示踪气体SF6的检漏技术，确定了哈拉沟矿02213工作面与地表存在漏风通道、采空区的漏风路线和工作面漏风量。关键词：示踪技术SF6矿井漏风应用矿井漏风是影响矿井安全生产的隐患之一。它不仅浪费通风能量，降低矿井有效风量率，使用风地点供风不足，而且在有煤层自然发火危险的矿井中，连续供氧可加速采空区、密闭区等处煤的氧化，容易造成这些地点的煤炭自燃、有害气体侵入、瓦斯异常涌出等事故。因此，有效检测矿井的漏风分布，以便采取针对性的采取措施消除或减少漏风，是保证矿井安全生产的重要手段。1．示踪技术检测漏风的基

2、本原理示踪技术就是应用示踪剂来研究气体（或液体）流动踪迹及其规律的一项专门技术，特别是对人员不易达到地点（如采空区）气体的流动研究，更具有独特的优越性。根据实践，煤矿井下常用的示踪剂为SF6，它具有自然本底低、价格低廉、稳定性好、无毒、无腐蚀、不为井下物料所吸附，用量少且色谱灵敏度高等优点。SF6测漏技术主要有瞬时释放法和连续定量释放法两种，可以检测漏风的通道、方向、速度和风量等。1.1瞬时释放法瞬时释放法就是在可能的漏风源处一次瞬时释放一定量的SF6气体，同时在预先估计的可能漏风汇处定点定时（一般每隔5～10min）采集气样，利用带电子捕获检测器的气相色谱仪分析气样中SF6浓度以及第一次检

3、测出SF6的时刻。根据气样中是否含有SF6可定性确定是否漏风；根据第一次检测出SF6所用的时间可由下式计算出漏风风速：式中——最小漏风风速，m/s；——漏风源与漏风汇之间的直线距离，m；——从释放SF6到气样中分析出SF6所经历的时间，min61.2连续定量释放法连续定量释放法就是在需要检测的井巷或工作面风流中利用SF6连续稳定释放装置释放SF6气体，同时在顺风流方向预定的采样点采样。通过分析所采气样SF6浓度的变化情况，得出漏风量，从而找出漏风规律。若沿顺风流中各点的SF6浓度保持不变时，则沿途不漏风或向外漏风；若沿顺风风流中各点的SF6浓度呈下降趋势变化时，则沿途风流向内漏风。各采样点巷

4、道风量的计算可由下式计算：式中：——采样点的风量，m3/min；——SF6气体的定量释放量，ml/min；——气样中SF6气体的浓度，ppb。由上述公式就可逐段求出各测段的漏风量，进而得出整个考察区段的漏风规律。2．示踪技术在哈拉沟矿的应用2.1哈拉沟矿基本情况哈拉沟矿是神东矿区的一座千万吨级特大型矿井，地处陕北黄土高原北部和毛乌素沙漠东南接壤地区。所开采的煤层均为自燃煤层，挥发份高（32%～37%）、燃点低（270℃左右）、埋藏浅（70～170m）、综采工作面推进长度大（1000m～3000m）、开采损失遗留煤炭多，以及掘进工作面采用连采机双巷掘进形成的煤柱等，使得采空区煤炭自燃的危险性将

5、更加突出。为了针对性地有效防治煤炭自燃的发生，对该矿02213工作面采空区进行了漏风测定。2.2瞬时释放法定性测定地表漏风该工作面为典型的浅埋藏、薄基岩煤层开采，受采动影响，在回采工作面上方的地表出现裂缝，成为可能的漏风通道。由于该矿通风系统为抽出式负压通风，故在回采工作面上方的地表寻找合适的裂缝，定时将定量的SF6气体一次性瞬时释放完。同时，在工作面回风上隅角每隔5分钟用15ml的医用针管进行取样（每次取样之前先清洗针管2～3次，取气后将针头插入橡皮块密封好，并贴上标签，注明取样时间及地点）。通过气相色谱仪分析SF6含量，分析结果如表16所示。表1地表漏风测定记录表SF6释放时间采样地点采

6、样时间SF6浓度(ppb)漏风速度(m/min)10:10在工作面地表裂缝处释放工作面上隅角(此处基岩厚度60m，松散层10m)10:1501.56～2.80m/min10:25010:3511.410:4561.410:5528.911:05011:150可知02213工作面与地表存在漏风，风速在1.56～2.80m/min之间。2.3瞬时释放法定性测定02213工作面采空区漏风在02214回顺距02213工作面50m的地方，通过联巷密闭向02213采空区释放SF6，同时在02213回顺一侧的联巷密闭处开始采集气样。SF6释放地点及接收地点如图1所示，SF6原始浓度数据记录如表2所示。图1

7、SF6释放及02213采空区漏风路线示意图表202213采空区SF6释放结果采样时间（h）1#采样点（ppb）2#采样点（ppb）3#采样点（ppb）4#采样点（ppb）5#采样点（ppb）6#采样点（ppb）00000000.330000844130.60.67714.4743.11408.81453.91498.51536.61424.2223.41682.81181.41543.81927.11.334