煤矿示踪检测技术_14659905.pdf

前言前言示踪检测技术在我国的地质工程、石油工程、海洋工程和医学、气象学等领域有着广泛的应用。实际上，示踪技术在我国煤矿领域也有着一定的历史。自原准南矿业学院(安徽理工大学前身)首次脉冲释放SF。示踪气体成功实现了采区漏风通道测试以来，煤矿示踪检测已经扩展至矿井内的煤柱漏风、裂隙导通性判定、瓦斯抽采钻孔影响范围的测试和井巷微风量的检测等方面。本书在总结前人关于煤矿示踪检测分析的基础上，结合课题组近二十年来的科研成果，旨在将煤矿示踪检测技术进行归纳、系统化，便于研究人员查阅与借鉴。煤矿示踪气体检测技术，是选择具有一定特性的气体做标志气体，利用风流或漏风做载气，在风流能位较高的漏风源释放，在其可能出现的漏风汇采集气样、分析气体，确定标志气体的流动路径，判断漏风通道，根据标志气体浓度变化计算风量或漏风量。煤矿示踪气体测试主要以SF。气体为主，根据需求不同辅以二氟一氯一澳甲烷(CF,CBr)、二氟二氯甲烷(CF2C12)、二氟二澳甲烷(CF2Br2),判定井下裂隙导通时也用氦气，在进行煤自燃火区探测时常用氡气。示踪气体的释放方法包括瞬时释放和定量连续释放两种，漏风量计算可分别采用示踪气体浓度分布曲线积分法和浓度稀释定律进行。采用色谱分析方法检测示踪气体，分析精度高，可达10一12，主要用于定量分析，但气样采集量大，采集操作要求高，气样采集的可靠性难以得到保证。近几年，出现了几种便携式SF。气体检测仪，可方便快捷地实现漏风通道的判断，但便携仪主要用于定性检测，由于检测精度低，尚不能进行定量检测。1981年，准南矿业学院通风教研室首次成功应用SF。示踪气体脉冲释放法测试了采空区漏风，1989年又提出了示踪气体连续稳定定量释放方法，实现了更为准确的矿井微量漏风量的定量测试。至此，示踪检测技术成为我国煤矿检测漏风通道、判断漏风方向、确定漏风风速的主要方法。随着该项技术的广泛应用而渐趋成熟，又成功应用于我国各煤矿生产集团公司。例如，准北矿务局芦岭煤矿、平顶山矿务局高庄煤矿、准南新集煤矿等分别采用SF。示踪气体的脉冲释放测试了采空区的漏风规律；南屯煤矿应用SF。单元示踪气体，采用连续定量稳定释放方法，研究了“孤岛”采煤工作面的漏风规律；平顶山煤业集团八矿、十矿和首山一矿采用连续定量稳定释放示踪气体方法，测试了工作面架后漏风规律：准南矿业集团顾桥矿、潘一矿和平顶山煤业集团十矿分别采用连续定量稳定释放方法测试了采空区三维空间裂隙分布状况；准南矿业集团谢桥矿、山西昌恒煤焦有限公司采用连续定量稳定释放方法测试了区段煤柱漏风特性；等等。这些测试的应用，为矿井的瓦斯治理和煤自燃防治提供了基础资料，保障了矿井的安全生产。本书共分8章。第1章介绍示踪气体的性质、检测技术与检测方法、煤矿示踪气体的优选；第2章介绍示踪气体在煤矿井下煤层和采空区内的运移理论及其规律；第3章介绍示踪气体测风原理、示踪气体在下分层井巷漏风量测试以及采空区沿空巷充填墙漏风测试中的。1