自燃三带观测

工作面“三带”观测及危险区域判定

工作面在正常回采期间,确定采空区后浮煤不出现自燃危险是非常重要的。根据工作面开采后采空区遗煤自燃特点,在实验定量测定相关参数的基础上,推算现场不同条件下引起煤体自燃的极限参数,判定实际条件下面“三带”分布规律,自燃危险区域和安全推进速度,为面自燃火灾防治奠定基础。

1、采空区“三带”划分的理论与分析 采空区遗煤自燃“三带”划分条件

采空区遗煤自燃大体可划分为三个带,即散热带、氧化升温带和窒息带。这三个带在生产工作面呈动态变化,主要受工作面推进速度影响。 (1)散热带

采空区散热带是指在某一定温度下,虽然有足够的氧浓度,煤体能得以充分的氧化放热,但产生的热量始终小于或等于散发热量的所有点的集合。

散热带的判定条件为:

>max h

(2)窒息带

采空区缺氧窒熄带是指在某一温度下,虽有足够的浮煤厚度和蓄热条件,但由于氧浓度低,使得产生的热量小于或等于散发热量的所有点的集合。

窒熄带的判定条件为:

C

(5.12)

(3)氧化升温带

采空区氧化升温带是指在某一温度下,产生的热量大于散发热量的所有点的集合。

采空区氧化升温带的判定条件为:

hmin C>Cmin (5.13)

2、工作面采空区“三带”观测 测点的布置

在上、下平巷的巷帮位置,敷设多芯束管,每隔20米设一个观测点,架后如有空间,可利用支架检修时间在工作面上布点,随工作面的推采,用吸气球抽取气样送地面进行色谱分析,现场采用精密的电子仪器测定老空区内的氧气浓度变化情况,找出冷却带、氧化带和窒息带的宽度,“三带观测”选择在工作面推采正常时期,进行为期一年的观测。采空区气体成分测定范围大约距工作面300米左右,每隔约20米设一个探头,保持采空区内部一侧三个探头,上下平巷同时观测。在上平巷的上帮和下平巷的下帮各敷设一趟多芯束管,长度不小于80米,中间要求无接头,管路无破损漏气现象,管口超下,高度不低于2米,并套入2寸铁管中,防止淋水进入束管,堵塞进气通道,束管每天安设专人维护,随着工作面向前推移,小心将束管平放到底板上,防止被冒落的矸石砸断,防止被吊挂铁丝拉断。 5.2.2观测工作

观测工作主要是通过采空区预埋管路进行测温、气样采集分析等,掌握采空区内部温度、气体浓度随工作面推进的变化情况;同时测定工作面风量、温度、气体浓度等参数。其中主要的观测工作如下:

1)利用吸气球抽取气样

束管埋设完成后,使用瓦斯鉴定时用的吸气球取气样,将吸气球进气管套在束管口上,严密不漏气,反复捏动橡皮球,将老空内的气体通过束管不断排出,排气动作要连续,时间要足够长,确保将束管内积存的气体全部排除,保证测定结果的准确性。

2)测定气体种类

由于进入窒息带的标志气体是氧气,因此测定时以测氧气浓度为主,为掌握采空区内其它气体情况,同时也测定瓦斯、二氧化碳和一氧化碳。

3)测定仪器

使用测氧仪测定氧气,一氧化碳电子检测仪测定CO,使用光学瓦斯鉴定器测定瓦斯和二氧化碳。要求吸气球出气端对准仪器的进气口,保证供气量满足仪器需要。

根据测定的结果,进行数据分析处理,分别绘制出面采空区氧气浓度、

漏风强度、三带分布平面图。

采用人工检测、束管监测、安全监测和人工采样分析的方法对工作面煤层发火情况进行监测,各种检测应遵循“三定”原则,即定点、定时,定人,以便于分析的准确。

1、监测方法 ⑴人工检测

检测地点:回风隅角(支架后部);工作面回风顺槽出口50m;检测参数:CO、O2、CO2、CH4和T(温度);检测仪器:CO便携仪、CO检定管、瓦检仪、两用仪和红外测温仪;检测时间:每天一次检测;将检测结果记录在表中。

⑵束管监测

检测地点:回风隅角支架后部;回风流;检测参数:O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8;检测设备:束管监测系统;检测时间:正常情况下,每天早班检测一次;工作面异常时,每班检测一次;将检测结果记录在表中。

⑶安全监测

检测地点:工作面回风流;检测参数:CO、CH4、T;检测设备:安全监控系统。检测时间:实时监测;测点调整:每天早班,调整与工作面推进相关的监测探头的位置。

⑷人工采样分析

采样地点:回风隅角和工作面回风顺槽出口50m;检测参数:O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8;检测设备:气相色谱仪;采样时间:正常情况下,每天早班在人工检测的同时,用气囊采集气样,送至地面进行色谱分析;对人工检测出现异常的地点,应每班采样一次。

2、监测措施

⑴监测两顺槽顶煤破碎区的气体情况,如有异常,需对顶煤破碎区及时处理。

⑵每天需对工作面回风及回风隅角气体进行取样,及时化验分析,并建立监测分析档案。

⑶在工作面回风隅角安设束管探头,利用型束管监测系统进行日常连续监测分析,建立监测分析档案,并根据监测结果做好自然发火的预测预报工作。

⑷利用CO、CH4、温度等传感器进行监控,并及时加强维护、准确调校,确保系统灵敏可靠。

⑸对安全监测系统和束管监测系统的数据及时进行分析,发现温度上升明显、有芳香族碳氢化合物、CO浓度超过24ppm或增加较快时,要及时组织进行撤人、防灭火等。

1#测点现场观测记录表

采空区自燃“三带”的划分及危险区域判定 .采空区自燃“三带”划分

将现场实际观测的浮煤厚度、氧浓度和漏风强度分布等值线图叠加,绘制 “三带”分布图。

面采空区氧化“三带”划分表

划分地段 进风平巷采空区 综放面采空区 回风平巷采空区

氧化散热带

可能自燃带

窒息带

工作面“三带”观测及危险区域判定

工作面在正常回采期间,确定采空区后浮煤不出现自燃危险是非常重要的。根据工作面开采后采空区遗煤自燃特点,在实验定量测定相关参数的基础上,推算现场不同条件下引起煤体自燃的极限参数,判定实际条件下面“三带”分布规律,自燃危险区域和安全推进速度,为面自燃火灾防治奠定基础。

1、采空区“三带”划分的理论与分析 采空区遗煤自燃“三带”划分条件

采空区遗煤自燃大体可划分为三个带,即散热带、氧化升温带和窒息带。这三个带在生产工作面呈动态变化,主要受工作面推进速度影响。 (1)散热带

采空区散热带是指在某一定温度下,虽然有足够的氧浓度,煤体能得以充分的氧化放热,但产生的热量始终小于或等于散发热量的所有点的集合。

散热带的判定条件为:

>max h

(2)窒息带

采空区缺氧窒熄带是指在某一温度下,虽有足够的浮煤厚度和蓄热条件,但由于氧浓度低,使得产生的热量小于或等于散发热量的所有点的集合。

窒熄带的判定条件为:

C

(5.12)

(3)氧化升温带

采空区氧化升温带是指在某一温度下,产生的热量大于散发热量的所有点的集合。

采空区氧化升温带的判定条件为:

hmin C>Cmin (5.13)

2、工作面采空区“三带”观测 测点的布置

在上、下平巷的巷帮位置,敷设多芯束管,每隔20米设一个观测点,架后如有空间,可利用支架检修时间在工作面上布点,随工作面的推采,用吸气球抽取气样送地面进行色谱分析,现场采用精密的电子仪器测定老空区内的氧气浓度变化情况,找出冷却带、氧化带和窒息带的宽度,“三带观测”选择在工作面推采正常时期,进行为期一年的观测。采空区气体成分测定范围大约距工作面300米左右,每隔约20米设一个探头,保持采空区内部一侧三个探头,上下平巷同时观测。在上平巷的上帮和下平巷的下帮各敷设一趟多芯束管,长度不小于80米,中间要求无接头,管路无破损漏气现象,管口超下,高度不低于2米,并套入2寸铁管中,防止淋水进入束管,堵塞进气通道,束管每天安设专人维护,随着工作面向前推移,小心将束管平放到底板上,防止被冒落的矸石砸断,防止被吊挂铁丝拉断。 5.2.2观测工作

观测工作主要是通过采空区预埋管路进行测温、气样采集分析等,掌握采空区内部温度、气体浓度随工作面推进的变化情况;同时测定工作面风量、温度、气体浓度等参数。其中主要的观测工作如下:

1)利用吸气球抽取气样

束管埋设完成后,使用瓦斯鉴定时用的吸气球取气样,将吸气球进气管套在束管口上,严密不漏气,反复捏动橡皮球,将老空内的气体通过束管不断排出,排气动作要连续,时间要足够长,确保将束管内积存的气体全部排除,保证测定结果的准确性。

2)测定气体种类

由于进入窒息带的标志气体是氧气,因此测定时以测氧气浓度为主,为掌握采空区内其它气体情况,同时也测定瓦斯、二氧化碳和一氧化碳。

3)测定仪器

使用测氧仪测定氧气,一氧化碳电子检测仪测定CO,使用光学瓦斯鉴定器测定瓦斯和二氧化碳。要求吸气球出气端对准仪器的进气口,保证供气量满足仪器需要。

根据测定的结果,进行数据分析处理,分别绘制出面采空区氧气浓度、

漏风强度、三带分布平面图。

采用人工检测、束管监测、安全监测和人工采样分析的方法对工作面煤层发火情况进行监测,各种检测应遵循“三定”原则,即定点、定时,定人,以便于分析的准确。

1、监测方法 ⑴人工检测

检测地点:回风隅角(支架后部);工作面回风顺槽出口50m;检测参数:CO、O2、CO2、CH4和T(温度);检测仪器:CO便携仪、CO检定管、瓦检仪、两用仪和红外测温仪;检测时间:每天一次检测;将检测结果记录在表中。

⑵束管监测

检测地点:回风隅角支架后部;回风流;检测参数:O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8;检测设备:束管监测系统;检测时间:正常情况下,每天早班检测一次;工作面异常时,每班检测一次;将检测结果记录在表中。

⑶安全监测

检测地点:工作面回风流;检测参数:CO、CH4、T;检测设备:安全监控系统。检测时间:实时监测;测点调整:每天早班,调整与工作面推进相关的监测探头的位置。

⑷人工采样分析

采样地点:回风隅角和工作面回风顺槽出口50m;检测参数:O2、N2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4、C3H8;检测设备:气相色谱仪;采样时间:正常情况下,每天早班在人工检测的同时,用气囊采集气样,送至地面进行色谱分析;对人工检测出现异常的地点,应每班采样一次。

2、监测措施

⑴监测两顺槽顶煤破碎区的气体情况,如有异常,需对顶煤破碎区及时处理。

⑵每天需对工作面回风及回风隅角气体进行取样,及时化验分析,并建立监测分析档案。

⑶在工作面回风隅角安设束管探头,利用型束管监测系统进行日常连续监测分析,建立监测分析档案,并根据监测结果做好自然发火的预测预报工作。

⑷利用CO、CH4、温度等传感器进行监控,并及时加强维护、准确调校,确保系统灵敏可靠。

⑸对安全监测系统和束管监测系统的数据及时进行分析,发现温度上升明显、有芳香族碳氢化合物、CO浓度超过24ppm或增加较快时,要及时组织进行撤人、防灭火等。

1#测点现场观测记录表

采空区自燃“三带”的划分及危险区域判定 .采空区自燃“三带”划分

将现场实际观测的浮煤厚度、氧浓度和漏风强度分布等值线图叠加,绘制 “三带”分布图。

面采空区氧化“三带”划分表

划分地段 进风平巷采空区 综放面采空区 回风平巷采空区

氧化散热带

可能自燃带

窒息带


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