探究煤礦井下采煤工作面上隅角瓦斯治理裝置

張毅敏（開灤集團錢家營礦業分公司，河北　唐山　063301）

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探究煤礦井下采煤工作面上隅角瓦斯治理裝置

張毅敏
（開灤集團錢家營礦業分公司，河北唐山063301）

摘要：煤礦開采作為我國的一大產業，正在隨著經濟的不斷發展而不斷擴展。同時，煤礦的安全開采也成為人們密切關注的話題。采煤工作面上隅角瓦斯治理是煤礦生產安全管理的重要環節，對于煤礦的安全生產具有極其重要的實際意義。本文將結合煤礦井下采煤工作面上隅角瓦斯治理的需求和治理現狀，分析對于工作面上隅角瓦斯積聚現象產生影響的各種因素，并從各個方面對于上隅角的瓦斯治理裝置展開綜合的討論。

關鍵詞：煤礦；井下開采；工作面；瓦斯治理

近年來，我國煤炭開采事故時有發生，引起社會的廣泛關注。隨著煤礦產業的不斷發展，煤層開采的深度和廣度也在不斷增加，一定程度上使煤層瓦斯含量也在不斷增大。同時，煤礦回采工作面實現了采煤機械化，采煤機械化促進了大量高產高效工作面的產生，使得原來工作面瓦斯含量不大的礦井，也逐漸增加了瓦斯濃度，逐漸向隅角瓦斯積聚超限的方向發展，為煤礦井下開采的安全生產帶來了極大地安全隱患，嚴重威脅著工作人員的生命安全。瓦斯管理作為煤礦生產企業安全管理的重要環節，亟需引起管理人員的重視，而采煤工作面上隅角瓦斯問題作為管理中的重點和難點，也亟需相關技術人員進行深入的研究和探索。本文主要對采煤工作面上隅角瓦斯積聚的發生原因、防治對策等問題進行全面探討，對于煤炭開采過程中的瓦斯事故的預防具有重要意義。

一、煤礦井下采煤工作面上隅角瓦斯聚集原因

上隅角是指進行煤礦井下開采時，采煤工作面上出口與采空區相交匯的區域，隨著礦采深度的不斷加深，瓦斯含量也在不斷增加，回采作業面的推進使采空區上覆巖層發生跨落現象。同時，受到動壓差的影響，瓦斯會發生高壓區域向低壓區域的擴散，導致密集的瓦斯向采空區進行大量釋放，同時瓦斯沿著頂板往上游不斷移動，到達工作面，最終造成上隅角的瓦斯集聚。除此之外，礦采區的通風問題也易導致上隅角瓦斯集聚。對于井下礦采工作，為了礦采的便捷和效率，采煤工作面最常采用的是“U”形的彎道通風系統，在正常的通風情況下，風流沿工作面切線，程U型流動趨勢，其中一小部分向采空區流動。采空區瓦斯受到風流影響產生擴散，在工作面上隅角處形成一個漩渦，由此帶出采空區深部的瓦斯，漩渦產生的渦流運動無法融入主要風流中，因此聚集于上隅角，上隅角上便會呈現瓦斯濃度最高的現象。且采空區的風量與瓦斯集聚數量成正比關系，風量越大，瓦斯集聚越多。

二、煤礦井下采煤工作面上隅角瓦斯治理

針對工作面上隅角瓦斯堆積且濃度過高的現象，我們不難發現，造成上隅角瓦斯濃度過高現象的原因主要是采礦區通風性較差導致的空氣流動速度緩慢而造成的。接下來我們針對上隅角瓦斯問題來對瓦斯治理對策進行相關探討。

（一）加強采礦區通風

通風性能較差是上隅角瓦斯集聚的主要原因。在加強采礦區的通風方面。首先，我們可以加大采煤工作面的通風量。研究表明，工作面上隅角瓦斯濃度與工作面的風力和風量具有一定的聯系。若將風力控制在一定的范圍內，變有利于上隅角瓦斯的擴散和稀釋，但若風力增加到一定的程度，過猛、過大的風力便會起到相反的效果，使瓦斯聚集量不斷增多。采空區的瓦斯是工作面上隅角瓦斯的主要來源，所以要想實現瓦斯的盡快排出和稀釋，只有適當加大礦采區的風量，使其控制在一定范圍之內；其次，可以通過在上隅角設置相關的擋風簾，以改變上隅角的兩面壓差，使風流的狀態得到一定的改善，將更多的風流引向上隅角，從而加速上隅角的瓦斯稀釋，使瓦斯量不斷減少。這一措施可當做臨時的瓦斯稀釋方式來實行；設置局部通風裝置也是一項加強采礦區通風的可行措施。當工作面上隅角瓦斯量過大而導致瓦斯可能涌出時，可以將一臺抽出式局部風機安排于工作面上隅角10m～15m處，并使用膠質風筒實現風流引流，形成正壓區。這樣一來，新鮮風的局部引入將致使上隅角的高濃度瓦斯盡快吸入風筒內部，從而實現瓦斯數量的減少，達到稀釋隅角瓦斯濃度的目的。

（二）減少瓦斯聚集空間

瓦斯量聚集過多極易引起瓦斯濃度過高從而爆炸的現象。所以我們可以從瓦斯集聚空間入手來進行解決。首先，我們可以通過三相泡沫，即水、灰以及氮氣的使用，來擠占瓦斯所在空間，從而占有一部分空間，以降低空間內的瓦斯濃度；另外，還可以利用人工卸載或者是機械卸載的方式卸掉錨桿托盤，實現工作面上隅角的強制放頂，以減小瓦斯集聚的空間；向上隅角噴霧灑水也是一項不錯的處理方法。灑水可以有效地引射脈動風流，風流的加強也能在一定程度上起到驅散積聚瓦斯、降低瓦斯濃度的作用；在巷尾建立瓦斯排放系統，是一項直接驅使瓦斯排放的有效措施。這種方法的投入使用主要是依靠風排的動力來使瓦斯的流動路線以及流動取向發生轉變，從而減少上隅角的瓦斯流出量。具體來說，即在回風巷的采空區進行瓦斯排放巷尾的設置，專門開出一段來進行瓦斯的排放。還可以充分利用非金屬管道，使其與采礦區的回風系統相連接，使工作面的風流一分為二，一部分稀釋開采層的瓦斯，另一部分流入采空區稀釋采空區的瓦斯。

結語

綜上所述，對于采煤工作面上隅角瓦斯治理一定要找準瓦斯集聚的原因，對癥下藥。對于上隅角瓦斯的治理工作的關鍵還在于加強工作面上隅角的通風設置，加大通風量稀釋瓦斯，同時建立管道來進行瓦斯的排放，是工作面上隅角的瓦斯數量控制在安全范圍之內。在實際操作中，只有依據實際情況來進行治理工作的具體設置，應進一步加強采礦區的施工安全管理，提前預防安全事故，加強瓦斯控制，才能在最大程度上控制上隅角的瓦斯量，保證礦采安全。

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