[发明专利]测定矿井内漏风量的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定漏风量的方法，尤其是测定矿井内的各种采空区漏风量的方法。

背景技术

在采矿业，尤其是采煤业中，在采煤完毕后，将形成采空区，一方面煤层上部岩层冒落或产生裂隙，并出现地表沉陷；另一方面采煤工作面由于采煤而不断向前推进，在采煤工作面后方形成的采空区由于顶板冒落不可能密实，形成漏风通道；还有在采煤工作面完全结束并对该采煤工作面采空区进行彻底的封闭后，由于封闭不严及围岩松动圈的存在，形成漏风通道。在矿井通风机对全矿井下进行通风的同时及自然风压的作用，在这些漏风通道两端产生风压差，从而造成少量的风流流过采空区现象，即所谓的漏风。

漏风的危害很大，可能使采空区遗留的浮煤由于有了不断的供氧条件而发生自燃现象；也有可能将采空区内积存的大量有害气体带入井下作业场所危害作业人员的身体健康，严重的甚至引发瓦斯爆炸；由于漏风为无效风量，使矿井的有效风量下降，作业场所得不到充足的供风。为此摸清矿井各采空区的漏风量(气体在单位时间内漏出的体积)大小是治理漏风的关键。

传统的测定漏风量的方法主要有：

1、风表直接测量法。风表测量有间接法和直接法，直接法就是在漏风漏出或漏入的地点直接测定。井下一般都不符合直接测定漏风条件的地点，因为采空区是一个区域，风流在经过采空区时，漏风是逐渐完成的。

2、风表间接测量法。风流在经过采空区前一般是在井下巷道中流动，这个风量值是可以直接测定的。风流在流经采空区后又回到正常的巷道中，由于采空区漏风，使风量发生了变化，用风表再测定一次风量值。两者相减，就是采空区漏风。这种测定方法也有很大的局限性，因为在采煤工作面，一般是风流在到达采煤工作面时，一小部分风流流入采空区，形成漏风，在风流离开采煤工作面时，流入采空区的风流又从采空区流出，汇入到风流中，采空区的漏风量还是不能计算出来。

应该指出的是风表对使用地点的要求很高，一般需将巷道按测风站的要求施工好后，在永久测风站中测量还能够得到比较准确的风量值，在其它临时地点测量由于风流不稳都会有较大的误差，误差值甚至超过漏风量的值。在井下作业场所一般不具备用风表准确测量风量的条件，所以在漏风较小的情况下，不宜采用风表测定漏风量。

3、SF₆(六氟化硫)气体测定法。采空区漏风量，目前比较先进的方法为SF₆气体测定方法。方法是在风流中定量(按规定不变的速度)释放SF₆气体，在风流经过采空区时，由于有气体经过采空区补充到该风流中，风流总量增加，由于SF₆在风流中的总量保持不变，SF₆在风流中的浓度发生了变化，这样通过测定SF₆浓度值的变化及风流量的值，就可以计算出从采空区涌入到风流中漏风量的值。SF₆气体测定法仍存在很大的局限性，只能测定在漏风使风流的风量增大时可用，其它情况的漏风仍不能测定。同时测定SF₆气体成本很高，需专用的气相色谱仪及分析方法，在实践中一般很少采用此方法。SF₆作为标气的原因是该气体在大气中及井下采空区都不可能自然出现，且化学性质稳定。

由此可以看出，采空区漏风量测定在矿井通风工作中也是一项较为难以实现的工作。为摸清采空区漏风量的大小，需采用新的方法来实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型、简便、经济的测定矿井内，尤其是来自煤矿采空区的漏风量的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了这样的技术方案：

测定漏风区上游的气体流量Q，以及漏风区上游气体浓度A1、漏风区气体浓度A2和漏风区下游气体浓度A3，假设待测漏风量为Q₁，由于漏风区下游的气体是漏风区上游和漏风区气体汇合而成，则对于某种气体而言，存在如下关系：

Q×A1+Q1×A2＝(Q+Q₁)×A3；由此可得，

漏风量Q₁＝Q×(A3-A1)/(A2-A3)。

因而在一个实施方案中，本发明测定漏风量的方法，包括测定漏风区上游的气体流量Q，以及漏风区上游气体浓度A1、漏风区气体浓度A2和漏风区下游气体浓度A3的步骤，和根据计算公式漏风量Q₁＝Q×(A3-A1)/(A2-A3)计算漏风量的步骤。