本發明涉及煤礦生產安全，具體而言，涉及一種漏風量定量計算方法。

背景技術：

1、目前，煤礦自燃火災是煤礦生產過程中的主要災害之一，其發生、范圍擴大的過程均與漏風供氧有關，若漏風量低于第一設定值，則無法供應氧化自燃所需的供氧條件，煤體因缺氧而熄滅，不會自燃；若漏風量大于第二設定值，漏風將煤氧化產生的熱量大量帶走，使得煤體氧化產熱量低于漏風散熱量，煤體因無法蓄熱升溫而不會發生自燃，即此時的漏風量將破壞煤體自燃所需的蓄熱環境；當漏風量在上述兩值之間時，煤體既有充足的供氧條件，也具備良好的蓄熱環境，達到煤體的自然發火期，存在發生自燃火災的可能。

2、在現有技術中，能夠引起煤體自燃的漏風主要包括以下幾種：

3、①礦井回采后，采動裂隙帶與地表導通而形成的地表漏風；

4、②井下已封閉的采空區密閉受壓破裂，井下新鮮氣流漏入已封閉采空區形成的漏風；

5、③井下綜放面回采過程中，工作面新鮮氣流流經采空區而形成的漏風；

6、④井下巷道煤柱受壓破裂，且破碎深度較大而形成的巷道煤柱漏風；

7、⑤采空區隔離煤柱破裂而形成的漏風。

8、針對③～⑤類的漏風，可利用《mtt?845-1999煤礦巷道用sf6示蹤氣體檢測漏風技術規范》來進行相應的測定，但對于①和②類的漏風，目前尚未有明確的測算方法。

技術實現思路

1、本發明的主要目的在于提供一種漏風量定量計算方法，以解決現有技術中對于地表漏風量和井下密閉漏風量無法進行測算的問題。

2、為了實現上述目的，本發明提供了一種漏風量定量計算方法，包括：根據發生漏風的場景確定漏風量的計算公式；若地表發生漏風，則先向待測井巷中釋放示蹤氣體，且示蹤氣體的釋放量為q；再根據公式：qd＝qc+qj-qm-qp-qw-qn確定地表漏風量qd；qc為工作面的采空區的瓦斯抽采總流量，qj為工作面進回風量之差，qm為周邊工作面或者采空區向工作面的漏風量，qp為周邊巷道向工作面的漏風量，qw為工作面的瓦斯和二氧化碳絕對涌出量，qn為工作面向采空區的防火注氮流量；若井下發生漏風，則根據公式：確定密閉漏風量qdfq；kdfq為擋風墻的漏風系數，δh為擋風墻兩側的壓差，b為擋風墻的厚度，μ為擋風墻與巷道壁之間接觸面的周長。

3、進一步地，示蹤氣體的釋放量q的測定方法包括：根據公式：q＝kcq確定釋放量q；其中，k為系數且取值4～5，c為預定風流中示蹤氣體的最小濃度，q為通過被測井巷的風量。

4、進一步地，向待測井巷中釋放示蹤氣體的方法包括：根據公式確定示蹤氣體的釋放點與取樣點之間的距離l；其中，s為井巷的截面積，u為井巷的周界長度。

5、進一步地，周邊巷道向工作面的漏風量qp的測定方法包括：根據公式：得出：其中，ci為待測井巷中第i段的示蹤氣體的濃度，ci+1為待測井巷中第i+1段的示蹤氣體的濃度。

6、進一步地，周邊工作面或者采空區向工作面的漏風量qm的測定方法包括：步驟s1：確定工作面壓能平衡區域；步驟s2：根據公式：確定周邊工作面或者采空區向工作面的漏風量qm；其中，ci'為si點測定的示蹤氣體的濃度，ch1為sh點第一次測定的示蹤氣體的濃度，ch2為si點作為示蹤氣體的釋放點r2、示蹤氣體的釋放量為q，并在sh點進行取樣測定示蹤氣體的濃度。

7、進一步地，確定工作面壓能平衡區域的方法包括：在工作面進風巷內，選擇距離煤壁大于或等于ls的氣流穩定處作為示蹤氣體的釋放點r1，在回風巷內與煤壁相同距離的位置設置示蹤氣體的取樣檢測點sh，在工作面內與煤壁相同距離的位置設置示蹤氣體的取樣檢測點si；在r1點連續穩定的釋放示蹤氣體且釋放量為q，在sh點進行取樣測定示蹤氣體的濃度為ch1；再利用示蹤氣體檢測儀，沿工作面從s1點開始逐點測定示蹤氣體的濃度，當檢測到si點時，示蹤氣體的濃度將保持不變且為ci'，si點之后的位置為工作面壓能平衡區域。

8、進一步地，工作面進回風量之差qj的測定方法包括：選擇距離煤壁大于或等于(l+10m)的氣流穩定處作為示蹤氣體的釋放點r1，在進風巷內距離煤壁10m的位置、回風巷內距離煤壁(l+10m)的氣流穩定處分別設置示蹤氣體的檢測點s1、s2，并在釋放點連續穩定釋放示蹤氣體且釋放量為q；根據公式：確定工作面進回風量之差qj；其中，c1為檢測點s1處示蹤氣體的濃度，c2為檢測點s2處示蹤氣體的濃度。

9、進一步地，示蹤氣體為sf6。

10、進一步地，擋風墻的漏風系數kdfq由擋風墻的構筑材質確定。

11、進一步地，向待測井巷中釋放示蹤氣體的方法包括：通過氣體釋放裝置對示蹤氣體進行釋放，氣體釋放裝置包括高壓儲氣瓶，在高壓儲氣瓶的出口處設置有控制閥門。

12、應用本發明的技術方案，先根據發生漏風的場景確定漏風量的計算公式；若地表發生漏風，則先向待測井巷中釋放示蹤氣體，且示蹤氣體的釋放量為q；再根據公式：qd＝qc+qj-qm-qp-qw-qn確定地表漏風量qd；qc為工作面的采空區的瓦斯抽采總流量，qj為工作面進回風量之差，qm為周邊工作面或者采空區向工作面的漏風量，qp為周邊巷道向工作面的漏風量，qw為工作面的瓦斯和二氧化碳絕對涌出量，qn為工作面向采空區的防火注氮流量；若井下發生漏風，則根據公式：確定密閉漏風量qdfq；kdfq為擋風墻的漏風系數，δh為擋風墻兩側的壓差，b為擋風墻的厚度，μ為擋風墻與巷道壁之間接觸面的周長。這樣，本申請中的漏風量定量計算方法可對地表漏風量和井下密閉漏風量進行測算，以精準地評估地表漏風對煤礦通風系統的影響，特別是在開采區域，有助于及時發現和修復漏風點，保障礦井的安全運行，進而解決了現有技術中對于地表漏風量和井下密閉漏風量無法進行測算的問題。

技術特征：

1.一種漏風量定量計算方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的漏風量定量計算方法，其特征在于，所述示蹤氣體的釋放量q的測定方法包括：

3.根據權利要求1所述的漏風量定量計算方法，其特征在于，向待測井巷中釋放示蹤氣體的方法包括：

4.根據權利要求1所述的漏風量定量計算方法，其特征在于，周邊巷道向工作面的漏風量qp的測定方法包括：

5.根據權利要求1所述的漏風量定量計算方法，其特征在于，周邊工作面或者采空區向工作面的漏風量qm的測定方法包括：

6.根據權利要求1所述的漏風量定量計算方法，其特征在于，確定工作面壓能平衡區域的方法包括：

7.根據權利要求1所述的漏風量定量計算方法，其特征在于，工作面進回風量之差qj的測定方法包括：

8.根據權利要求1所述的漏風量定量計算方法，其特征在于，所述示蹤氣體為sf6。

9.根據權利要求1所述的漏風量定量計算方法，其特征在于，擋風墻的漏風系數kdfq由擋風墻的構筑材質確定。

10.根據權利要求1所述的漏風量定量計算方法，其特征在于，向待測井巷中釋放示蹤氣體的方法包括：

技術總結
本發明提供了一種漏風量定量計算方法。漏風量定量計算方法，包括：根據發生漏風的場景確定漏風量的計算公式；若地表發生漏風，則先向待測井巷中釋放示蹤氣體，且示蹤氣體的釋放量為q；再根據公式：Q<subgt;D</subgt;＝Q<subgt;c</subgt;+Q<subgt;J</subgt;?Q<subgt;M</subgt;?Q<subgt;P</subgt;?Q<subgt;W</subgt;?Q<subgt;N</subgt;確定地表漏風量Q<subgt;D</subgt;；Q<subgt;c</subgt;為工作面的采空區的瓦斯抽采總流量，Q<subgt;J</subgt;為工作面進回風量之差，Q<subgt;M</subgt;為周邊工作面或者采空區向工作面的漏風量，Q<subgt;P</subgt;為周邊巷道向工作面的漏風量，Q<subgt;W</subgt;為工作面的瓦斯和二氧化碳絕對涌出量，Q<subgt;N</subgt;為工作面向采空區的防火注氮流量；若井下發生漏風，則根據公式：確定密閉漏風量Q<subgt;DFQ</subgt;；K<subgt;DFQ</subgt;為擋風墻的漏風系數，Δh為擋風墻兩側的壓差，b為擋風墻的厚度，μ為擋風墻與巷道壁之間接觸面的周長。本發明解決了現有技術中對于地表漏風量和井下密閉漏風量無法進行測算的問題。

技術研發人員：王磊,龍在海,劉旭東,姬周飛,師吉林,陳慶豐,李長錄,馬曉亮,唐翔宇,鐘雄偉,田峰峰
受保護的技術使用者：國家能源集團新疆能源有限責任公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/24