回采工作面采空区测点布置

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1、回采工作面采空区束管监控系统技术方案一、070101回采工作面采空区测点布置在回采工作面，沿工作面两道顺槽方向，布置5个测点，测点等长均匀布置，每个测点内安设束管采样器，随着回采工作面的推进，束管依次进入“散热带”、“氧化带”与“窒息带”，同时监测采空区各种参数变化，为分析浮煤的各个氧化阶段的温度和气体产物析出特性、变化规律提供依据。070101工作面采空区“三带”观测测点布置如图3-5-1所示。图3-5-1070101工作面采空区“三带”观测测点布置二、采空区束管采样系统建立为了不影响回采工作面正常生产，同时方便井下安装，沿工作面切顶线方向铺设一根五芯集束束管，集束束管外套2″无

2、缝钢管，无缝钢管之间用法兰连接，以保护束管。每个测点都安装一个采样器，每个采样器连接一路束管，测点采样器加套管保护（通过三通或弯头连接），如图3-5-2所示；图3-5-2测点采样器的结构束管采样端布置一台2x-4型旋片式真空泵，将各路气样分别采集至气囊内，带到地面利用气相色谱仪进行气体组分分析。另外，使用便携式测温仪对各测点温度值进行测定，以分析采空区温度的变化规律。三、监测内容与方法井下实际监测的主要气体有O2、N2、CO、CH4、C2H4、C2H6、C2H2。具体的取样方法如下：a、针对工作面实际推进情况，每天采集一次气样；b、采样时，先将其中一路束管连接到真空泵进气口，预抽3

3、～5min，然后将球胆内的气体挤压干净（洗气），再将球胆连接到真空泵的出气口采集气样，直至球胆被充满为止；c、采样测试完毕后，测量工作面推进位置并做好记录；d、将气样送至地面化验室，进行气体组分分析，分析组分包括：O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等，气样必须在24小时内分析，以保证结果的准确性。四、现场监测结果现场监测时，通过采样泵将测点的气样分别采集到各个气囊内，然后带到地面化验室进行分析，采样周期为每天1次。采样的同时，测量两次采样间隔内工作面的推进距离。分析参数主要有O2、N2、CO2、CO、CH4、C2H6和C2H4等，监测结果如表3-5-1所

4、示。表3-5-1　070101工作面采空区各测点气体监测值测点号日期推进度/mC2H2/%C2H4/%C2H6/%CH4/%CO/%CO2/%N2/%O2/%如对070101工作面采空区气体产物析出特性的现场监测过程中，监测基本正常，则可作为070101工作面自燃“三带”划分的主要数据基础。五、监测数据分析根据监测结果，从采空区氧气浓度分布及指标气体分布等方面对采空区气体分布规律进行详细的分析和阐述。（a）采空区O2分布规律（b）采空区CO分布规律六、采空区自燃“三带”范围采空区自燃“三带”范围界定的方法可采用采空区氧气浓度的大小来划分，“氧化带”与“窒息带”之间，一般采用7%的氧

5、气浓度来界定，“散热带”与“氧化带”之间采用18%的氧气浓度来界定。本次设计结合邻矿的测定成果，070101回采工作面散热带按10m确定，氧化带按20m确定。当工作面以推进速度V向前推进时，工作面后部采空区中某一点也以相同的速度远离工作面，这个固定点要在一定的时间τ内依次经过采空区散热带、氧化带和窒息带，则：式中：τ——采空区某点移至窒息带所需的时间，d；Lx——氧化带后部边界（即窒息带边缘）距工作面切顶线的最大距离，m；V——工作面推进度，m/d。如果开采煤层的最短自然发火期为τmin，则当τ>τmin时，在自然发火期之内，采空区有自然发火危险。因此要求工作面开采设计时，设计推进

6、度V安应按下式计算：在工作面氧化带后部边界距工作面切顶线的最大距离通过“三带”测试后，结合7号煤层的最短自然发火期数据，则安全推进度不难计算。因此，建议山西灵石国泰红岩煤业有限公司对7号煤层的自然发火期进行鉴定，完善自然发火防治的相关基础参数。二、070101工作面采空区监测系统的建立《煤矿安全规程》第二百四十一条规定：“开采容易自燃和自燃煤层时，在采区开采设计中，必须明确选定自然发火观测站或观测点的位置并建立监测系统、确定煤层自监测系统、确定煤层自然发火的标志气体和建立自然发火预测预报制度”。生产过程中，随时监测各种气体含量，尤其是指标气体含量，若出现指标气体含量超出标准值，则必

7、须采取相应的防灭火措施，避免采空区自燃现象进一步发展，造成不可挽回的损失。目前，矿井监测系统一般都采用现代化装备进行煤层自然发火预测预报，束管监测技术因具有测定气体组分较多、数据存储量大和分析较准确、监测连续性好、自动化程度高等特点在煤层自燃隐患预测预报方面得到了广泛应用，其主要由束管取样系统和气体分析中心组成，利用真空泵和多芯塑料束管（防静电），抽取一定距离的气样，再利用气相色谱分析仪连续分析各个测点气体组分浓度的变化，进而对煤层氧化自燃过程进行观测并进行早期预测预