阅读说明：本技术 利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯浓度场的方法 (Method for measuring gas concentration field of goaf by utilizing goaf closed wall extraction data ) 是由 文光才 邹云龙 赵旭生 孙东玲 隆清明 张庆华 蒲阳 车禹恒 刘延保 邓敢博 牟 于 2020-10-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯浓度场的方法,包括步骤：S1.采集工作面采空区闭墙的瓦斯抽采浓度；S2.采集工作面的下隅角瓦斯浓度；S3.判断第i个闭墙的瓦斯抽采浓度是否小于第i-1个闭墙的瓦斯抽采浓度,若是,则进入步骤S4；若否,则结束；S4.判断第i个闭墙的瓦斯抽采浓度是否趋近于零或第i个闭墙的瓦斯抽采浓度是否小于所述工作面的下隅角瓦斯浓度,若是,则确定瓦斯浓度场,若否,则结束。本发明的利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯浓度场的方法,能够有效地测定采空区瓦斯浓度场,计算精确、过程简易,提高了采空区瓦斯灾害的分析效率,保障了煤矿的安全生产。(The invention discloses a method for measuring a gas concentration field of a goaf by utilizing goaf closed wall extraction data, which comprises the following steps: s1, collecting the gas extraction concentration of a closed wall of a working face goaf; s2, collecting the gas concentration of the lower corner of the working face; s3, judging whether the gas extraction concentration of the ith closed wall is smaller than that of the (i-1) th closed wall, and if so, entering the step S4; if not, ending; and S4, judging whether the gas extraction concentration of the ith closed wall approaches to zero or not or whether the gas extraction concentration of the ith closed wall is smaller than the gas concentration of the lower corner of the working face or not, if so, determining a gas concentration field, and if not, ending. The method for measuring the gas concentration field of the goaf by using the closed-wall extraction data of the goaf can effectively measure the gas concentration field of the goaf, has accurate calculation and simple process, improves the analysis efficiency of gas disasters of the goaf, and ensures the safety production of a coal mine.)

利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯浓度场的方法

技术领域

本发明涉及瓦斯领域，具体涉及一种利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯浓度场的方法。

背景技术

采空区瓦斯治理是煤矿瓦斯治理的难题，由于采空区大部分属于压实空间，无法安装传感器，这就导致无法对采空区瓦斯进行有效监测，极有可能造成较大的采空区瓦斯危害，例如采空区瓦斯爆炸、采空区复采瓦斯危害等。

为了安全地抽采采空区瓦斯，可以通过测定采空区瓦斯浓度场的方式，为采空区瓦斯的安全抽采提供可靠的支持。目前，现有的采空区瓦斯浓度场的方法要么计算结果偏差大、要么操作过程复杂。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯浓度场的方法，能够有效地测定采空区瓦斯浓度场，计算精确、过程简易，提高了采空区瓦斯灾害的分析效率，保障了煤矿的安全生产。

本发明的利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯浓度场的方法，包括如下步骤：

S1.采集工作面采空区闭墙的瓦斯抽采浓度，得到瓦斯抽采浓度序列(X₁,X₂,…,X_i,…,X_n)；其中，X_i为第i个闭墙对应的瓦斯抽采浓度；n为工作面采空区闭墙的总个数；i为对工作面采空区的闭墙按照回风方向的反方向进行排序的序号，i＝1,2,…,n；

S2.采集工作面的下隅角瓦斯浓度x₂；

S3.判断第i个闭墙的瓦斯抽采浓度X_i是否小于第i-1个闭墙的瓦斯抽采浓度X_i-1，若是，则进入步骤S4；若否，则结束；

S4.判断第i个闭墙的瓦斯抽采浓度X_i是否趋近于零或第i个闭墙的瓦斯抽采浓度X_i是否小于所述工作面的下隅角瓦斯浓度x₂，若是，则将第i个闭墙与第i-1个闭墙的对称中线与工作面上边沿的交汇点作为第一端点位置，将所述工作面的下隅角所在位置作为第二端点位置，并将所述第一端点位置与所述第二端点位置连成的曲线l_i作为第i个闭墙与第i-1个闭墙之间的抽采影响区域浓度等值线，不同的浓度等值线即为采空区瓦斯的浓度场；若否，则结束。

进一步，步骤S1还包括：将第i个闭墙对应的瓦斯抽采浓度X_i作为第i个闭墙的抽采影响位置浓度等值线的浓度；所述第i个闭墙的抽采影响位置浓度等值线为所述第i个闭墙所在位置与工作面的下隅角所在位置的连接曲线。

进一步，步骤S2还包括：采集工作面的上隅角瓦斯浓度x₁，并将所述上隅角瓦斯浓度x₁作为上隅角的抽采影响位置浓度等值线的浓度；所述上隅角的抽采影响位置浓度等值线为所述上隅角所在位置与工作面的下隅角所在位置的连接曲线。

进一步，步骤S4中，采用插值法确定第i个闭墙与第i-1个闭墙之间的抽采影响区域中偏差位置的浓度。

本发明的有益效果是：本发明公开的一种利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯浓度场的方法，采用闭墙瓦斯抽采的方式对采空区瓦斯的浓度进行测定，能够有效地分析采空区瓦斯分布，并对采空区瓦斯浓度场进行推算，提高了采空区瓦斯灾害的分析效率，保障了煤矿的安全生产。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明做出进一步的说明，如图所示：

本发明的利用采空区闭墙抽采数据测定采空区瓦斯浓度场的方法，如图1所示，包括如下步骤：

S1.采集工作面采空区闭墙的瓦斯抽采浓度，得到瓦斯抽采浓度序列(X₁,X₂,…,X_i,…,X_n)；其中，X_i为第i个闭墙对应的瓦斯抽采浓度；n为工作面采空区闭墙的总个数；i为对工作面采空区的闭墙按照回风方向的反方向进行排序的序号，i＝1,2,…,n；本实施例中，所述工作面包括进风巷以及回风巷；采空区瓦斯在风力作用下沿设置于采空区边沿的埋管流出到回风巷，所述闭墙设置于所述埋管的出气口；

S2.采集工作面的下隅角瓦斯浓度x₂；所述工作面的下隅角为工作面进风巷与工作面之间的夹角；

S3.判断第i个闭墙的瓦斯抽采浓度X_i是否小于第i-1个闭墙的瓦斯抽采浓度X_i-1，若是，则进入步骤S4；若否，则结束；

S4.判断第i个闭墙的瓦斯抽采浓度X_i是否趋近于零或第i个闭墙的瓦斯抽采浓度X_i是否小于所述工作面的下隅角瓦斯浓度x₂，若是，则将第i个闭墙与第i-1个闭墙的对称中线与工作面上边沿的交汇点作为第一端点位置，将所述工作面的下隅角所在位置作为第二端点位置，并将所述第一端点位置与所述第二端点位置连成的曲线l_i作为第i个闭墙与第i-1个闭墙之间的抽采影响区域浓度等值线，不同的浓度等值线即为采空区瓦斯的浓度场；若否，则结束。

需要说明的是，上述瓦斯抽采浓度或瓦斯浓度均可使用抽采计量仪器进行测量，所述抽采计量仪器采用现有技术，在此不再赘述。本发明中所述的浓度等值线为由瓦斯浓度相同或相近的多个点连接而成的曲线。

根据煤矿安全生产的要求，工作面采空区中的风向以及风力一般比较稳定，则浓度等值线一般为一条在风力作用下的向外凸出的曲线，也即是，本发明中所述的连接曲线为向外凸出的曲线。

本实施例中，步骤S1还包括：将第i个闭墙对应的瓦斯抽采浓度X_i作为第i个闭墙的抽采影响位置浓度等值线的浓度；所述第i个闭墙的抽采影响位置浓度等值线为所述第i个闭墙所在位置与工作面的下隅角所在位置的连接曲线。

本实施例中，步骤S2还包括：采集工作面的上隅角瓦斯浓度x₁，并将所述上隅角瓦斯浓度x₁作为上隅角的抽采影响位置浓度等值线的浓度；所述上隅角的抽采影响位置浓度等值线为所述上隅角所在位置与工作面的下隅角所在位置的连接曲线。所述工作面的上隅角为工作面回风巷与工作面之间的夹角。

本实施例中，步骤S4中，采用插值法确定第i个闭墙与第i-1个闭墙之间的抽采影响区域中偏差位置的浓度。所述插值法采用现有技术，在此不再赘述。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。