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第 1 期东 北 煤 炭 技 术 No. 1 1998 年2 月 Coal T echnology of Northeast China Feb. 1998 综采放顶煤阶段连续回采 采空区漏风规律的探讨 戴广龙 王洪博 储方键 淮南工业学院采矿系 淮南 232001 新集煤矿 摘 要 通过释放 SF6示踪气体, 探讨了综采放顶煤阶段连续回采采空区的漏 风规律,为预防采空区煤炭自然发火提供依据。 关键词 综采放顶煤 阶段连续回采 漏风 煤炭自燃 新集煤矿自1993 年开采以来, 采用综采 放顶煤相邻阶段连续回采。阶段隔离煤柱一 般 2. 5m, 因此, 相邻阶段的采空区之间连通 是无疑的。 在 1997 年 4 月 7 日至 10 日期间内,对 1301、 1303、 1305 及 1307工作面周围巷道及 密闭墙压力分布进行了测定, 并在确定其漏 风源和漏风汇的基础上, 应用示踪技术考 查了 1301、 1303、 1305 工作面之间采空区的 漏风规律。 1 采空区周围压力分布 为了确定其漏风源和漏风汇,对 1301、 1303 和 1305 工作面采空区周围巷道压力分 布进行了测定, 测点布置见图 1, 测定结果见 表 1。各测点相对于 2 号测点压力见表 2。 表 1 压力测定汇总 测点测点位置 测点静压 / dPa 动压 hv / dPa 标高 / m 空气密度 /kgm- 3 位能差 / dPa 静压差 /dPa h校 /dPa 动压差 /dPa h阻 /dPa 11307 进风口18. 062. 1- 375. 801. 23614 21307 上隅角90. 90. 8- 320. 001. 19667- 67. 989. 70. 51. 323. 6 31305 密闭墙16. 42. 7- 298. 001. 19535- 24. 274. 57. 7- 1. 956. 1 41303 密闭墙- 13. 52. 2- 277. 021. 19456- 25. 129. 9 - 4. 80. 52. 2 5回风交岔口- 49. 51. 4- 250. 091. 20008- 32. 236. 05. 00. 810. 2 61301 上隅角35. 50. 1- 260. 001. 22084 5回风交岔口- 49. 51. 4- 250. 091. 20008- 12. 085. 02. 8- 1. 371. 7 91303 下巷75. 20. 0- 323. 001. 19037 8- 304 密闭59. 10. 3- 304. 101. 20392- 22. 616. 1 - 8. 2- 0. 3- 15. 0 7西翼补浆巷- 65. 50. 6- 248. 701. 18758- 66. 2124. 6 - 3. 6- 0. 354. 5 5回风岔口- 49. 51. 4- 250. 091. 200081. 7- 16. 015. 7- 0. 80. 6 收稿日期 1997 10 09 34 表 2 各点相对 2 号测点能位 测 点1345 能位/dPa23. 6- 56. 1- 58. 3- 68. 5 测 点6789 能位/dPa3. 2- 67. 9- 13. 4- 28. 4 图 1 释放点、采样点及压力测点布置 △1、△2、△3、△4、△5SF6取样点; 1、2、3、4、5、6、7、8、9压力测定点; * 释放点 图 2 各测点相对 2 号测点压能值 从图 2 可看出, 2 号测点处于高能位的 漏风源, 3 号、4 号、7 号和 8 号测点处于低 能位的漏风汇。 2 现场试验 2. 1 释放点选择的原则 根据考察的目的和释放点应处于采空区 较高能位的漏风源原则, 在对现场进行实际 考查和阻力测定的基础上确定释放点。 2. 2 释放点的选择 根据 1307 工作面的回风巷内支护压力 大, 1307 工作面与 1305 工作面之间煤柱尺 寸小等情况, SF6释放点选择在 1307 工作面 尾部附近的 1305采空区内。 在释放时, 用煤 电钻向煤柱内打钻孔 孔深6m , SF6通过钻 孔向 1305 采空区内释放。 2. 3 采样点选择 为了考察 4 个方向的漏风,由现场考察 和压力测定结果确定采样点, 即 1采样点 选择在 1305 回风巷密闭内, 通过观察孔采 样; 2 采样点选择在 1303回风巷密闭内, 通 过观察孔采样;3 采样点选择在 1303 补浆 巷密闭内, 通过观察孔采样; 4采样点选择 在- 304 车场密闭内, 通过观察孔采样; 5采 样点选择在 1301 工作面上隅角采样。 释放时 间为 1997 年3 月 7 日 16 30在 1307 工作面 上隅角打钻释放 SF6。 3 分析结果 采样分析时间从 1997 年 3 月 7 日 15 30 至 3 月 10日 10 20。从释放到采样点分 析出示踪气体最早出现气体的时间见表 3。 色谱分析条件为不锈钢色谱柱, 柱长 5m, 内径 3～4mm, 内装60～80 目的5 埃分 子筛; 柱温为室温; 柱前压力 1. 4kg/ cm 2; 采 用电子捕获检测器 ECD , 检测器温度为室 表 3 FS6气体最早出现的时间 采样点号采 样 点 位 置 放、采样点距离/m释放时间最早收到时间 11305 密闭墙观测孔32003- 0703- 08 5 50 2 1303 密闭墙观测孔42016 3003- 08 6 00 31303 补浆巷密闭墙观测孔45010- 10 无 4 - 304车场密闭墙内观测孔56010- 10 无 51301 工作面上隅角46010- 09 无 35 温; 静电放大器输入高阻 10 9, 输入衰减为 1, 基流补偿 “ - ” , 输出脉冲 200s; 采用 5mV 记录仪记录,0. 5mL 定量管进样。 1 1采样点在 3 月 8 日 5 50 的气样 中分析出SF6, 历时 13h20min 800min 。 此 流动路线长约为 320m,因此从释放点到 1 采样点之间的最大漏风风速为 0. 4m/ min。 2 2采样点第一次分析出 SF6是在 6 00, 与 1采样点第一次分析出 SF6气样是在 3 月 8 日 5 50 相比, 正好差 10min, 而 1采 样点分析出 SF6的最高浓度是在 6 10, 2 采 样点分析出 SF6的最高浓度是在 6 40, 相差 30min。说明从释放点到 2 采样点的漏风是 经过 1点后,沿 1303停采线到 2采样点。 3 3、4、5采样点, 从释放到 3 月 10 日 10 00, 历时65h30min, 所有气样中均 没有分析出 SF6气体, 说明释放点与采样点 之间漏风风速小于 0. 11m/ min 按距和时间 计算 或不存在漏风。 4 结论 1 从 1采样点分析结果可知, 1307 工 作面回风巷漏风主要是沿原 1305 工作面机 巷及1305 停采线, 此部分采空区存在自燃危 险, 尤其是 1307 工作面回采到 1305 停采线 附近, 增大了漏风, 因此应时刻监测 1305 回 风巷密闭墙内的气体变化,以便及时预防预 报, 防止 1305 工作面停采线附近遗煤自燃。 2 在有 1305、1303 和 1301这 3 个阶 段采空区的条件下, 沿倾斜方向漏风阻力大, 顶板岩石冒落充分, 时间间隔长, 压实程度 好, 采空区沿倾斜方向不存在漏风或漏风风 速很小。 3 工作面停采线和报废的工作面上下 风巷附近的采空区是漏风的主要通道。其主 要原因是工作面的停采线支架回收不好,加 之煤柱支承作用, 顶板岩石冒落不充分。今 后应加强上下风巷及停采线的支架回收,以 保证停采线和上下风巷顶板冒落充分, 增加 漏风风阻,减小漏风,以防止煤柱和采空区 遗煤自燃。 4 综采放顶煤相邻阶段留小煤柱连续 的回采, 在高瓦斯自燃发火比较严重的矿井 是少见的,探讨其采空区漏风规律,为预防 采空区煤炭自燃提供依据。 INQUIED INTO AIR LEAKAGE REGULARITY IN LEVEL CONTINUOUS ACTUAL MINING GOAF WITH FULLY-MECHANIZED SUBL CAVING S Dai Guanglong Wang Hongbe Chu Fangjian Abstract By release SF6tracer gas, inquired into air leakage regularity in level continu- ous actual miningoaf with fully-mechanized sublevel caving s,offered foundation for preven-table coal spontaneoes combustion in mining district Keywords fully mechanized sublevel caving, l continuous actual mining, air leak- age, spontaneoes combustion 36