[发明专利]一种利用巷道中CO通量计算掘进面安全性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及矿山巷道安全监测领域，特别是指一种利用巷道中CO通量计算掘进面安全性的方法。

背景技术

近年来，在金属矿山独头巷道掘进过程中，多数采用爆破掘进的方法。爆破时会产生大量的炮烟，其中有毒成分主要为CO和NO_x。工人在超标的CO和NO_x环境中工作会导致炮烟中毒窒息事故的发生。由于独头巷道空间的半封闭性，炮烟往往集聚在炮烟抛掷区内。局部通风机的供风时，由于风筒出口到掘进面超过其有效射程，在掘进面会形涡流区，涡流区内CO和NO_x浓度很高。在局部通风条件下，风流也只能带走很少的有毒气体。这种情况下，CO传感器监测到CO浓度值会显示在安全值以下，因而造成掘进面“安全”的假象。在这种情况下，工人误入掘进面，高浓度的有毒气体(CO、NO_x)在短时间内导致工人中毒窒息。可见，只通过监测有CO浓度值作为确定巷道环境安全与否的方法是不完善的。基于目前的CO监测方法中存在很多的缺陷和不足，为此本发明提出通过改进监测方法，利用CO传感器监测巷道断面中CO通量的方法来判断巷道环境的安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种利用巷道中CO通量计算掘进面安全性的方法。

本方法具体操作为：在独头巷道打钻、装药工作完成后，根据炸药起爆量计算炮烟抛掷区的长度，将CO传感器布置在尽可能靠近炮烟抛掷区的监测点一，将另一CO传感器布置在独头巷道出口断面处的监测点二；然后进行爆破，风机通过风筒向独头巷道中通风，炮烟向独头巷道出口推移，当炮烟到达监测点一时，位于监测点一的CO传感器监测并传输CO浓度值，利用计算机绘制C-t曲线一，从曲线一中选出CO浓度最大值C_max，根据公式一计算出炮烟抛掷区内CO的初始浓度C₀，并根据公式二计算炮烟实际生成量m_实际，通过与炮烟理论生成量m_理论比较，识别炸药爆炸效果，当m_实际>m_理论，则炸药爆炸不充分，当m_实际＝m_理论，则炸药爆炸充分；

公式一：C0=CmaxL12L0(2L1-L0)]]>

其中，L₀为炮烟抛掷长度/m，L₁为监测点一(2)到爆破位置的距离/m，C_max为C-t曲线一中CO浓度最大值/ppm；

公式二：m_实际＝L₀SC₀ρ×10^-6

其中，L₀为炮烟抛掷长度/m，S为巷道断面积/m²，C₀为CO的初始浓度/ppm，ρ为CO的密度/g/m³；

当炮烟到达监测点二时，位于监测点二的CO传感器监测并传输CO浓度值，并利用计算机绘制C-t曲线二，根据公式三计算监测点二的CO质量通量m_计算，当m_计算≈m_实际时，表明独头巷道中CO已经基本排出，巷道的安全性达标；

公式三：

其中，S为巷道断面积/m，v为炮烟推移速率/m/s，C_v为任意时刻CO浓度/ppm，ρ为CO的密度/g/m³，Q为风机(5)风量/m³/s。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：