一种矿井工作面防火方法及防火系统

摘要

本发明提供一种矿井工作面防火方法及防火系统，包括以下步骤：1)先在工作面的设定监测点安装通风阻力测定仪，以测得当前监测点的绝对压力；工作面设定的监测点至少包括工作面上隅角测点A、工作面下隅角测点B、工作面正下方对应底抽巷的测点E；2)然后通过计算求得各监测点的压力差，根据压力差，判断工作面与底抽巷的压力差，从而判断底抽巷是否向工作面漏风，继而对底抽巷的通风负压进行调整。通过本发明提供的防火方法，可及时发现工作面的漏风情况，及时对底抽巷的通风负压进行调整，确保底抽巷不向工作面采空区漏风，可消除工作面回采期间的自然发火隐患，确保了工作面的安全顺利回采。

说明书

技术领域

本发明涉及井下防火技术领域，具体来说是一种矿井采煤工作面防火方法及防火系统。

背景技术

工作面回采期间底抽巷抽采钻孔需超前工作面一定距离进行甩孔并封孔，其中部分钻孔有可能封孔不良，此外，工作面回采后由于应力作用，采空区与底抽巷之间发育裂隙，这些封孔不良的钻孔及发育的裂隙就形成了漏风通道。当工作面采空区压力小于底抽巷压力时，底抽巷将向工作面采空区漏风，这种情况下的漏风对采空区防火工作不利，因为从底抽巷到采空区的漏风将给采空区氧化带及窒息带源源不断的提供氧气，使氧化带范围扩大，随着蓄热时间的延长及热量的蓄积，最终导致采空区遗煤自燃；当工作面采空区压力大于底抽巷压力时，工作面采空区向底抽巷漏风，由于采空区自身会涌出一定量的瓦斯，涌出的瓦斯填充了采空区，挤出了采空区氧气，缩小了氧化带的范围，多余的瓦斯经由漏风通道从底抽巷排出，这种情况将有利于工作面采空区防火工作。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中对于底抽巷是否向工作面采空区漏风的检测技术的缺失，提供一种矿井工作面防火方法及防火系统来解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种矿井工作面防火方法，包括以下步骤：

1)先在工作面的设定监测点安装通风阻力测定仪，以测得当前监测点的绝对压力；工作面设定的监测点至少包括工作面上隅角测点A、工作面下隅角测点B、工作面正下方对应底抽巷的测点E；

2)然后通过计算求得各监测点的压力差，根据压力差，判断工作面的压力与底抽巷的压力差，计算过程如下：

21)测点A、测点E点压力差：

h_AE＝100×(P_A-P_E)+ρg(Z_A-Z_E)

其中：h_AE——A、E点压力差，Pa；P_A——A点绝对压力，hPa；P_E——E点绝对压力，hPa；ρ——空气密度，取1.2Kg/m³；g——重力加速度，取9.8m/s²；

22)h_BE＝100×(P_B-P_E)+ρg(Z_B-Z_E)

其中：h_BE——B、E点压力差，Pa；P_B——B点绝对压力，hPa；P_E——E点绝对压力，hPa；ρ——空气密度，取1.2Kg/m³；g——重力加速度，取9.8m/s²；

当计算得知h_AE、h_BE均为正数时，则表示测点E的压力小于测点A、测点B的压力，即工作面采空区向底抽巷漏风，这种情况对工作面的防火工作有利；反之则表示底抽巷向工作面采空区漏风，漏风为采空区带来了氧气补给，这种情况对工作面采空区的防火工作不利。

优选的，还包括，在工作面回采期间，控制底抽巷的风量，对底抽巷通风负压进行调整，使底抽巷压力小于工作面压力。

优选的，通过调节底抽巷的风门调节窗，实现对底抽巷通风负压的调整。

本发明还提供一种矿井工作面防火系统，包括至少在工作面设定的上隅角测点A、下隅角测点B、工作面正下方对应底抽巷的测点E安装通风阻力测定仪；并根据计算测点A、测点E之间压力差、测点B、测点E之间压力差，来调节固定在底抽巷内的风门调节窗。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

通过本发明提供的防火方法，可及时发现工作面的漏风情况，及时对底抽巷的通风负压进行调整，确保底抽巷不向工作面采空区漏风，可消除工作面回采期间的自然发火隐患，确保了工作面的安全顺利回采。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

具体实施方式

为使对本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，用以较佳的实施例及附图配合详细的说明，说明如下：

实施例1

一种矿井工作面防火方法，包括以下步骤：

步骤1.在工作面回采期间，控制底抽巷的风量，对底抽巷负压进行调整，使底抽巷压力小于工作面压力。

步骤2.先在工作面的设定监测点安装通风阻力测定仪，以测得当前监测点的风压；工作面设定的监测点至少包括工作面上隅角测点A、工作面下隅角测点B、工作面正下方对应底抽巷的测点E；

步骤3.然后通过计算求得各监测点的压力差，根据压力差，判断工作面的压力与底抽巷的压力差，计算过程如下：

1)测点A、测点E点压力差：

h_AE＝100×(P_A-P_E)+ρg(Z_A-Z_E)

其中：h_AE——A、E点压力差，Pa；P_A——A点绝对压力，hPa；P_E——E点绝对压力，hPa；ρ——空气密度，取1.2Kg/m³；g——重力加速度，取9.8m/s²；

2)h_BE＝100×(P_B-P_E)+ρg(Z_B-Z_E)

其中：h_BE——B、E点压力差，Pa；P_B——B点绝对压力，hPa；P_E——E点绝对压力，hPa；ρ——空气密度，取1.2Kg/m³；g——重力加速度，取9.8m/s²；

当计算得知h_AE、h_BE均为正数，则表示测点E的压力小于测点A、测点B的压力，即工作面采空区向底抽巷漏风，这种情况对工作面的防火工作有利；反之则表示底抽巷向工作面采空区漏风，漏风为采空区带来了氧气补给，这种情况对工作面采空区的防火工作不利，这时需要通过调节底抽巷的风门调节窗，实现对底抽巷通风负压的调整。

实施例2

如图1所示，一种矿井工作面防火系统，包括至少在工作面设定的上隅角测点A、下隅角测点B、工作面正下方对应底抽巷的测点E安装通风阻力测定仪；并根据计算测点A、测点E点之间压力差、测点B、测点E点之间压力差，来调节固定在底抽巷内的风门调节窗。

测点的设置，可根据实际需要，设置在工作面的不同位置，根据计算，可算的工作面各个位置的压力差，从而获得工作面采空区的漏风情况。

实施例3

下面通过一个详细案例来对上述系统和方法进一步说明：

如图1所示，在工作面回采期间，为防止从底抽巷向工作面采空区漏风，工作面初采期间即对底抽巷负压进行调整，调节C、D处风门调节窗，控制底抽巷风量，降低底抽巷压力，使底抽巷压力小于工作面压力，确保底抽巷不向工作面采空区漏风。通过采用通风阻力测定仪测定各测点(其中测点A为工作面上隅角，测点B为工作面下隅角，测点E为工作面正下方底抽巷所对应的点)压强，并参考各测点标高，计算得出各测点之间压差，计算过程如下：

1、A、E点压力差：

h_AE＝100×(P_A-P_E)+ρg(Z_A-Z_E)

＝100×(1044.2-1047.5)+1.2×9.8×(-397+450)

＝-330+623.3

＝293.3(Pa)

式中：h_AE——A、E点压力差，hPa；

P_A——A点绝对压力，1044.2hPa；

P_E——E点绝对压力，1047.5hPa；

ρ——空气密度，取1.2Kg/m³；

g——重力加速度，取9.8m/s²；

Z_A——A点标高，-397m；

Z_E——E点标高，-450m；

2、B、E点压力差：

h_BE＝100×(P_B-P_E)+ρg(Z_B-Z_E)

＝100×(1046.6-1047.5)+1.2×9.8×(-410+450)

＝-90+470.4

＝380.4(Pa)

式中：h_BE——B、E点压力差，Pa；

P_B——B点绝对压力，1046.6hPa；

P_E——E点绝对压力，1047.5hPa；

ρ——空气密度，取1.2Kg/m³；

g——重力加速度，取9.8m/s²；

Z_B——B点标高，-410m；

Z_E——E点标高，-450m；

计算结果A、E点压力差为293.3Pa，B、E点压力差为380.4Pa，从而得知底抽巷测点E(工作面正下方)的压力小于工作面上隅角(测点A)以及下隅角(测点B)压力，工作面采空区向底抽巷漏风。

通过采取以上措施，消除了某工作面回采期间的自然发火隐患，确保了工作面安全顺利回采，目前，该工作面已顺利回采300m，同时为该工作面的生产活动创造了有利条件，为确保某工作面顺利完成矿安排的生产任务乃至全矿安全完成全年生产任务打下了坚实的基础。

矿井内因火灾的发生，往往伴有一个发展的过程，但准确的找到火源隐蔽、发生在采空区的火源却绝非易事，因此，早期的预防工作对于防治采空区的火灾显得尤为重要，均压技术在一定程度上防止了矿井内因火灾的发生，对矿井的安全生产起到了保驾护航的作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。