探討上隅角瓦斯產(chǎn)生原因及防治

張壘

摘 要：本文以某高瓦斯礦為例，在分析了綜采工作面上隅角瓦斯超限原因的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步闡述了對綜采工作上隅角瓦斯治理方法與措施。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；上隅角；瓦斯積聚；超限原因；治理措施

一、上隅角瓦斯超限原因分析

（一）風(fēng)流狀態(tài)

綜采工作面上隅角區(qū)域的風(fēng)流特點主要有：速度較小；局部區(qū)域存在風(fēng)渦流現(xiàn)象。由于這種風(fēng)渦流的作用，工作面的主風(fēng)流無法將其中的瓦斯帶走，這就造成大量的瓦斯聚集在綜采工作面上隅角區(qū)域，從而使得上隅角瓦斯超限。如果綜采面上隅角存在滯后回柱，存在渦流的區(qū)域不僅有上隅角，還有靠近切頂排處，采空區(qū)涌出的瓦斯也會聚集在切頂排處，增加了瓦斯超限程度。

（二）綜采面上隅角處兩面壓差大小

取巷道風(fēng)流的任一斷面，均分布著三種壓力，即靜壓、位壓和動壓。三者形成全壓，并對風(fēng)流的方向和速度造成一定的影響。在綜采面上隅角區(qū)域，兩側(cè)的靜壓和位壓相同，風(fēng)流速度不同，而風(fēng)流到此會出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎，從而使得此處的風(fēng)流速度變小，而其兩側(cè)風(fēng)流速度差變小，上隅角處風(fēng)流速度急劇變小，并形成無速度差，嚴(yán)重時則會形成紊流現(xiàn)象。

（三）綜采工作面漏風(fēng)

綜采工作完成后，采空區(qū)內(nèi)的瓦斯會聚集，并且呈現(xiàn)出較高的濃度，采空區(qū)內(nèi)積聚的高濃度瓦斯通過漏風(fēng)蔓延到上隅角，使得上隅角的瓦斯超限。

二、綜采工作面上隅角瓦斯治理方法與措施

本文以某煤礦為例，采用一次采全高傾斜長臂采煤法，由于采煤工作面空間大，頂板裂隙較多，煤巖體瓦斯含量高，導(dǎo)致瓦斯涌出量較多，工作面絕對瓦斯涌出量達(dá)11.7m3/t以上，為典型的高瓦斯礦井。該礦井在上隅角瓦斯治理過程中采用了如下方法與措施：

（一）增加回采工作面的風(fēng)量

在實際治理回采工作面上隅角瓦斯過程中，依靠速度較低的風(fēng)流來降低上隅角瓦斯含量是很難完成的，因為低速的風(fēng)流無法達(dá)到降低上隅角瓦斯含量的目的。為了降低回采工作面上隅角瓦斯的含量就需要增加回采工作面的風(fēng)量，增加回采工作面的風(fēng)量可以使得更多的瓦斯被風(fēng)流帶出，從而降低了回采工作面上隅角瓦斯的含量。隨著回采工作面風(fēng)量的增加，回采工作面的負(fù)壓就會變得更大，這樣就會加快采空區(qū)的風(fēng)流速度，瓦斯就會在較大的風(fēng)流中被排出。但是僅靠增加回采工作面的風(fēng)量是不能夠有效降低上隅角瓦斯的含量，因為增加回采工作面的風(fēng)量會降低相鄰采掘區(qū)的供風(fēng)含量，使得礦井的整個通風(fēng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性遭到破壞。而且增加回采工作面的風(fēng)量會使得采空區(qū)的粉層被攜帶到風(fēng)流之中，嚴(yán)重影響了采礦工作面的施工環(huán)境，而且對于礦井內(nèi)部的防塵更加困難。最重要的是增加回采工作面的風(fēng)量會使得采礦區(qū)域的風(fēng)速超過《煤礦安全規(guī)程》的限定，使得礦井的質(zhì)量無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化。

（二）設(shè)置回采工作面上隅角擋風(fēng)裝置

回采工作面上隅角瓦斯大量積聚的另一個主要原因就是上隅角有漏風(fēng)的情況，回采工作面上隅角漏風(fēng)使得稀釋瓦斯的能力大大降低。但是在回采工作面上隅角設(shè)置一個擋風(fēng)裝置將能夠很好地解決這一情況，在回采工作面上隅角瓦斯的濃度超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)后就利用擋風(fēng)裝置將主風(fēng)流分成兩個部分，并將更多的風(fēng)流導(dǎo)向上隅角，這樣就能夠降低上隅角的瓦斯?jié)舛取５窃诨夭晒ぷ髅嫔嫌缃窃O(shè)置擋風(fēng)裝置來降低瓦斯?jié)舛葲]有較好的效果，因為當(dāng)回采工作面上隅角瓦斯已經(jīng)長時間大量積聚后使用這種方法沒有較好的作用。

（三）安裝專用抽出式風(fēng)機(jī)

對于大量積聚在回采工作面上隅角的瓦斯可以通過風(fēng)機(jī)將其排出，風(fēng)機(jī)開啟后會產(chǎn)生較大的壓力差，積聚在回采工作面上隅角的瓦斯就會隨風(fēng)流被稀釋然后經(jīng)過風(fēng)機(jī)被排入到回風(fēng)巷道，避免了瓦斯在回采工作面上隅角的大量積累。風(fēng)機(jī)的使用可以使得上隅角的瓦斯被迅速排入到回風(fēng)巷道，而且還會增加回采工作面上隅角的風(fēng)量，將瓦斯的濃度降低到安全標(biāo)準(zhǔn)。另外風(fēng)機(jī)不會占用較大的面積，對煤礦的開采工作沒有太大的影響，可以說采用風(fēng)機(jī)來治理回采工作面上隅角瓦斯是一個非常好的方法。

（四） U+L通風(fēng)系統(tǒng)專用排瓦斯尾巷

采用這種通風(fēng)系統(tǒng)可以將主風(fēng)流分成兩個部分，其中一個部分就是用來排瓦斯，這種排放瓦斯的方式可以產(chǎn)生較大的負(fù)壓來改變巷道中瓦斯的流向，使得大部分瓦斯都被專用排瓦斯尾巷所排出，回采工作面上隅角的瓦斯含量將會大幅度降低。

（五）瓦斯抽放

治理回采工作面上隅角瓦斯的另一個主要方法就是實施鉆孔抽采，但是鉆孔抽采瓦斯需要較高的技術(shù)，因為鉆孔抽采需要考慮布孔方式和布孔參數(shù)。在回采工作面中布置孔洞時要沿著裂縫帶進(jìn)行打孔，而且還要利用煤塊來保護(hù)鉆孔。打孔之后便可以在回風(fēng)巷抽放瓦斯并使得回采工作面上隅角的瓦斯向抽放方向流動。另外鉆孔要按照兩個原則，即鉆孔的層位在裂縫帶上部，卸壓的層位應(yīng)該在裂縫帶下部，并且還要嚴(yán)格按照礦壓的理論在開采之后進(jìn)行相應(yīng)的移動，所移動的區(qū)域是“豎三帶”和“橫三區(qū)”。

（六）設(shè)置采空區(qū)風(fēng)幛

參考回采工作面上隅角瓦斯超限的原因便可以知道采空區(qū)的風(fēng)量減少便可以使得采空區(qū)的瓦斯積聚量減少，所以便可以在采空區(qū)的一側(cè)設(shè)置風(fēng)幛，這樣便能夠在很大程度上減少采空區(qū)的風(fēng)量。這種治理技術(shù)可以從源頭上減少回采工作面上隅角瓦斯的積聚量，但由于使用風(fēng)幛還有很多的制約，實際生產(chǎn)中運用較少。

（七）三相泡沫擠壓工作面上隅角瓦斯以及注漿充填

采用三相泡沫擠壓工作面上隅角瓦斯的原因是擠壓瓦斯占據(jù)的空間，從而降低了瓦斯的積聚程度，注漿充填就是向采空區(qū)注漿防止瓦斯向回采工作面上隅角流動，從而防止瓦斯大量積聚造成安全隱患。

三、結(jié)語

綜采工作面上隅角瓦斯涌出量大，嚴(yán)重威脅著礦井工人的生命安全，且能夠?qū)ΦV井生產(chǎn)造成重要影響，因此此處的瓦斯治理工作不容忽視，即使是低瓦斯礦井，也不能放松對瓦斯治理的警惕性。上隅角瓦斯治理工作必須以科學(xué)有效的方法做支撐，如安裝專用抽出式風(fēng)機(jī)稀釋綜采工作面上隅角的瓦斯、盡量加大綜采工作面的供風(fēng)量、采用U+L通風(fēng)系統(tǒng)專用排瓦斯尾巷、采用瓦斯抽放技術(shù)等，同時輔以先進(jìn)的瓦斯安全監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備，這樣才能加大綜采工作面安全保障系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王兆豐，等.石港煤礦掘進(jìn)工作面“鉆墻”截流瓦斯技術(shù)[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2012（04）.

[2]楊盛煒，龍祖根.淺談煤礦改造治理上隅角瓦斯技術(shù)應(yīng)用[J].能源與環(huán)境，2012（02）.