回采工作面上隅角瓦斯治理研究

【摘 要】隨著煤層開采深度不斷增加，煤層瓦斯含量增大，同時回采工作面實現了采煤機械化，產生了大量高產高效工作面，瓦斯涌出量不斷增加，使一部分原來工作面瓦斯不大礦井，也出現了上隅角瓦斯積聚超限。采煤工作面上隅角容易發生瓦斯積聚或瞬間瓦斯超限，嚴重影響礦井的安全生產。通過對采煤工作面回風流瓦斯組成分析和上隅角瓦斯積聚成因的歸納， 提出了綜合治理上隅角瓦斯的方法。

【關鍵詞】上隅角；回采工作面；瓦斯治理

1.采煤工作面瓦斯來源及其濃度分布規律

采煤工作面瓦斯來源有兩個方面，一是來自采煤工作面煤壁及采落的煤塊；二來自采空區。其中采空區瓦斯也來自兩方面，一是來自采空區殘留煤體與巖石，二是來自受采動影響的臨近煤層和圍巖。采煤工作面瓦斯濃度分布規律是：沿工作面傾斜方向從進風到回風風流瓦斯濃度逐漸增加，在中下部增加梯度較小而且慢，在工作面上部增加梯度較大而且較快；在垂直于煤壁的橫斷面上，瓦斯濃度總的變化趨勢是從煤壁到采空區是“高—低—高”但在不同生產工藝時不同的斷面上變化趨勢不同；工作面上隅角瓦斯濃度高于工作面其他地點，其中上隅角上部及煤壁瓦斯濃度最高。

2.上隅角瓦斯積聚原因

在工作面U型通風系統中，在進風巷回風巷風流壓差作用下，工作面風流分兩部分，一部分直接從工作面流過，另一部分從工作面中下部流入采空區，經采空區再回到工作面上部及上隅角。這樣必然造成工作面上隅角瓦斯積聚。圖1所示，為U 型工作面采空區的漏風流流線圖、風速等值線圖和瓦斯濃度線圖。圖中清晰地顯示出上隅角是采空區瓦斯集中涌出通道。另外采空區內含瓦斯空氣密度相對于空氣來講要輕。當存在高差時能產生一種自然上浮的“瓦斯力”必然使采空區中高濃度瓦斯向采煤工作面上隅角運移，增加了上隅角瓦斯涌出量。

3.治理工作面上隅角瓦斯積聚措施

3.1設置風障

風障法處理工作面上隅角瓦斯積聚超限在工作面末端設置風障，增加上隅角風量，稀釋排走上隅角瓦斯。這種方法簡單、易見效，但排放濃度不能控制且風障易損壞可靠性差。同時也影響工作面正常作業，不適應高產高校工作面，常常作為臨時應急措施。

3.2抽壓式局部通風機

在回風巷設置局部通風機，直接對上隅角進行治理，但這種方法容易受到采掘的影響，隨著工作面的推進，得不停地移動風管，特別不方便。但是，脈動通風技術治理工作面上隅角瓦斯積聚超限，提高風流驅散局部積聚瓦斯能力，從根本上解決了上隅角瓦斯積聚超限問題。針對脈動通風機運行環境的特殊要求，其動力采用氣壓式或液壓式作為動力源。其特點是該技術先進、合理、簡單易行、效果好、經濟。

3.3抽放鄰近層

鄰近層瓦斯抽放一般是指卸壓層瓦斯抽放。在煤層群條件下，由于開采層的采動影響，會導致其上部和下部的煤層卸壓，從而引起這些煤層的膨脹變形和透氣性增大。這時，為了防止和減少鄰近層的卸壓瓦斯通過層間裂隙大量涌向回采面，可采用抽放的方法來處理這一部分瓦斯。這種方法最主要的難題是鉆孔的打鉆位置和仰角，鉆孔間距和直徑，這樣才能達到最好效果。

3.4采空區埋管抽放

這種方法是在頂板冒落之前，把端頭帶孔眼的管子直接插入采空區內進行抽放，管壁穿有小孔，并用紗窗布包好，以免發生堵塞；該管應盡量靠近煤層頂部，以便處于瓦斯濃度較高的地點，提高瓦斯抽放效果。采空區埋管抽放布置，這種抽放方法抽出的瓦斯濃度一般不太高，通常只有10%-25%。其優點是簡單易行，成本低，缺點是抽放效率低。

3.5礦井通風負壓引排上隅角瓦斯

這種排瓦斯就是利用U型回風方式，對采空區和上隅角進行瓦斯排放。這種方法需要沿空掘巷或沿空留巷，會增大代價。但排放效果是比較好，并且可長時間利用。

4.結束語

采煤工作面上隅角積聚瓦斯的治理。首先要根據工作面巷道布置情況、瓦斯涌出情況、上隅角附近支護狀況，采空區處理方法等情況，因地制宜選擇一種合適的方法或幾種方法聯合起來綜合治理，同時在工作面做好瓦斯監測，當瓦斯濃度超限時立即處理。在治理上隅角瓦斯中，還必須結合瓦斯預測，瓦斯提前抽放等，提前把瓦斯排走，使工作面瓦斯涌出量降到最低，再做好通風系統，就會為大大降低工作面瓦斯的含量，上隅角的治理也會簡單很多。綜上所述，不管任何礦井災害，都需要系統的進行考慮，采用綜合的方法，使各種方法的結合達到最優，才能使災害降到最低，才能為礦井的災害防治達到理想效果。

【參考文獻】

[1]張國樞.通風安全學[M].徐州：中國礦業大學出版社，2000.

[2]俞起香.礦井瓦斯抽放[M].徐州：中國礦業大學出版社，1992.