淺埋煤層采空區(qū)漏風(fēng)檢測
作者：張海峰1 張茂文2
（內(nèi)蒙古伊泰煤炭股份有限公司煤炭生產(chǎn)事業(yè)部技術(shù)中心、陽灣溝煤礦，內(nèi)蒙古鄂爾多斯 017000）
摘 要：本文分析了淺埋煤層的漏風(fēng)特點(diǎn)，選取陽灣溝煤礦6202工作面采空區(qū)為漏風(fēng)通道檢測對象，利用釋放SF6示蹤氣體方法檢測出漏風(fēng)風(fēng)速，并實(shí)測出漏風(fēng)風(fēng)量，為淺埋煤層漏風(fēng)研究和防滅火管理提供技術(shù)保障。
關(guān)鍵詞：淺埋煤層；漏風(fēng)；檢測；六氟化硫（SF6）
采空區(qū)漏風(fēng)是造成采空區(qū)內(nèi)自然發(fā)火的必要條件之一，是煤礦安全生產(chǎn)的重大安全隱患。淺埋煤層受到開采影響，易引起塌陷，使采空區(qū)地表形成許多裂縫，不易封閉，在礦井負(fù)壓通風(fēng)的作用下，空氣從地表滲入采空區(qū)，并從采煤工作面流出，存在較為明顯的采空區(qū)地表漏風(fēng)現(xiàn)象。地表漏風(fēng)使得淺埋煤層采空區(qū)氧濃度升高，加大了采空區(qū)遺煤自燃危險性。因此，有效檢測淺埋煤層采空區(qū)的漏風(fēng)通道，以便有針對性地采取措施，消除漏風(fēng)或?qū)⒙╋L(fēng)控制在易自燃風(fēng)速之外是防止或抑制淺埋煤層采空區(qū)遺煤及破碎煤柱自燃發(fā)火的重要手段。
1 淺埋煤層采空區(qū)漏風(fēng)通道的形成
淺埋煤層埋藏淺，頂板基巖薄，頂板上部僅有松散的覆蓋層。大量研究表明薄基巖淺埋煤層工作面覆巖不存在“三帶”，基本上只有冒落帶和裂隙帶[1]。淺埋煤層采空區(qū)上部形成的冒落帶可達(dá)到基巖頂界面，裂縫帶可達(dá)到地表或高出地表。隨著淺埋煤層的開采和工作面推進(jìn)，地表不斷的產(chǎn)生非連續(xù)式裂縫破壞帶，并且地表將出現(xiàn)急劇下沉，易出現(xiàn)較深的沙漏斗并形成圓錐形、橢圓形塌陷坑。上覆巖土層移動變形破壞在工作面煤壁形成裂縫，關(guān)鍵塊逆向回轉(zhuǎn)使裂縫張開，致使大量采空區(qū)和地表間的裂隙通道的形成。隨著高強(qiáng)度、大規(guī)模的開采，淺埋煤層關(guān)鍵層結(jié)構(gòu)破斷，引起工作面強(qiáng)烈來壓和工作面出現(xiàn)臺階下沉，造成基巖全厚切落和地表非連續(xù)破壞出現(xiàn)地塹。
當(dāng)?shù)V井采用抽出式通風(fēng)時，在地面與采空區(qū)通風(fēng)壓差的作用下，漏風(fēng)風(fēng)流由地面裂隙處滲入，經(jīng)過采空區(qū)，然后往工作面回風(fēng)側(cè)或其他低位能點(diǎn)滲漏，如圖1所示。空氣在采空區(qū)松散介質(zhì)中的滲流過程十分復(fù)雜，影響的因素繁多。漏風(fēng)主要由風(fēng)流運(yùn)動的動力梯度供給，漏風(fēng)強(qiáng)度的大小與采空區(qū)松散介質(zhì)的空隙率和風(fēng)壓梯度有關(guān)。
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