綜采工作面上隅角瓦斯治理研究

孟昊

摘 要：針對采煤工作面的上隅角瓦斯超限的問題，通過分析原因，提出了治理采煤工作面上隅角瓦斯超限的方法，根據采煤工作面實際瓦斯涌出特征及瓦斯治理情況，分析總結了采煤工作面上隅角瓦斯治理技術的合理選擇與運用。

關鍵詞：上隅角瓦斯；成因；治理方法

0引言

瓦斯管理是礦井安全系統管理中的一個重要環節，而采煤工作面上隅角瓦斯超限管理尤為重要。隨著科學技術水平的不斷提高，先進的機械設備在煤礦開采的應用，使得礦井瓦斯管理工作變得越來越重要，同時，在實際的生產過程中也常常出現瓦斯超限的情況，采掘工作面很容易出現，而采煤工作面的上隅角更是瓦斯超限的重災區。這些都給煤礦的安全生產帶來很多不確定的因素，對煤礦的安全高效生產帶來極大的威脅。因此，根據生產現場的實際情況進行分析研究，找出采煤工作面上隅角瓦斯超限的原因和解決方法，盡可能的降低采煤工作面上隅角的瓦斯濃度，保證煤礦的安全生產高效生產。

1工作面上隅角瓦斯治理技術

采用高位鉆孔裂隙帶抽放、并聯回風巷密閉插管抽放的綜合抽放方法，抽放的瓦斯排至集中回風巷。抽放瓦斯系統及抽放瓦斯鉆孔布置如圖 1。距 7 ～ 14 m，抽放控制區域為回采工作面靠上隅角一側采空區 20 ～ 35 m 范圍。

2采煤工作面上隅角瓦斯超限原因分析

2.1 采煤工作面上隅角的風流狀態

采煤工作面上隅角的風流狀態決定著采空區瓦斯的流向，是瓦斯超限的一個重要原因。這是因為采煤工作面上隅角靠近煤壁和采空區的地方，風的流動速度變得很慢，局部甚至處于渦流狀態。正是這種渦流使得從采空區出來的瓦斯無法被風流帶走，瓦斯不斷在上隅角附近進行循環，導致聚集在渦流區中的瓦斯濃度越來越高，造成上隅角的瓦斯超限。

2.2 采煤工作面上隅角處兩面壓差采煤工作面上隅角處兩面壓差的大小也是造成瓦斯超限的一個重要原因。這是由于全壓差的大小直接決定著風流的方向和速度，但是，上隅角處兩面的靜壓和位壓是相同的，風流速度不同，這就使得采煤工作面的風流到達上隅角就會發生回旋，進而造成上隅角處風的流動速度變緩，兩面風流速度趨于一致，甚至使在上隅角處完全不存在速度差，風流出現紊流。

2.3采面上隅角為采空區風流的匯合處.“U”型通風方式進入工作面的風流在下口分為兩部分，一部分沿工作面流動；另一部分進入采空區，在采空區內部沿一定的流線方向流動，在工作面的上半部分，進入采空區的風流逐漸返回工作面上隅角。若工作面后方與鄰近煤層采空區或同一煤層未隔離的巷道相通，即采空區有漏風通道，則此漏風風流會匯入該工作面采空區進入上隅角。可見，進入采空區的風流通過在采空區內的氣流交換過程，逐漸返回工作面，最后匯集于采面隅角，所以，工作面上隅角為采空區瓦斯流入工作面的匯合處。

3綜采工作面上隅角瓦斯治理措施

3.1 增大回采工作面風量

增大回采工作面風量是治理上隅角瓦斯超限的措施之一。綜采工作面上隅角較容易聚集大量瓦斯，加強其區域內風流的有效流動及其工作面主風流的擴散作用是非常必要的。根據多年現場實踐經驗可知，在綜采工作面通風正常的情況下，僅依靠固定速度的風流是無法令該區域的瓦斯濃度有效降低；如采用增大綜采工作面風量的措施治理上隅角瓦斯，其區域內的風對流雖然會變大，但是隨著風量的進一步增加，其負壓也會隨之增加，從而令采空區的風流速度逐漸變大，大量瓦斯涌入工作面，反而會產生適得其反的作用。因此，增大綜采工作面風量的措施是不利于治理綜采工作面上隅角瓦斯的，增大回采工作面風量則可以在有效避免以上問題的情況下加強其區域內風流的有效流動，減少上隅角處的瓦斯聚集量，達到瓦斯治理效果。

3.2設置擋風簾

在綜采工作面上隅角處設置擋風簾是一種非常有效的綜采工作面上隅角瓦斯治理措施。技術人員可以在上隅角設置擋風簾，其主要作用是將來自工作面的風流分成 2 道，令上隅角處有風流通過。需要注意的是，擋風簾的材料應當以軟質風筒布為佳，并且其長度在 10 m 以上。

3.3設置采空區風障

設置采空區風障也是一種非常有效的綜采工作面上隅角瓦斯治理措施。根據綜采工作面上隅角區域瓦斯大量聚集的原因可知，只有令采空區的進風量減少，才能夠有效避免大量瓦斯的涌出，進而降低上隅角處瓦斯的濃度。而在綜采工作面靠近采空區的地方安裝上風障，能夠最大限度地避免更多空氣進入到采空區之中，尤其是綜采工作面風流出口處的風障必須要安裝嚴密，減少采空區的進風量，避免大量瓦斯聚集在上隅角處。

3.4安設局部通風機

在綜采工作面內安設局部通風機能夠有效減少上隅角處的瓦斯聚集量。在綜采工作面內安設局部通風機，可以將風流引入到上隅角處，使上隅角處于正壓區域，且該區域的瓦斯量也得以減少，并逐漸達到規定量和規定濃度。在這一過程中，局部通風機必須要隨著煤炭開采不斷向前移動。

總體來說，安設局部通風機的優點在于：①令綜采工作面上隅角區域的瓦斯進入回風巷；②在一定程度上增加綜采工作面上隅角處的風量，避免短時間內大量瓦斯聚集；③其風筒體積較小，無需占用太大空間，不會對綜采工作面的正常運行產生較大影響；④在風機正常運行的情況下，安全性高。

3.5提高尾巷質量

由于綜采工作面尾巷對上隅角瓦斯的治理起著非常重要的作用，因此必須要提高尾巷質量，保證其暢通無阻。通常情況下，尾巷在使用過程中會存在以下問題：①由于尾巷內不能夠留有可燃材料，因此在掘完尾巷之后技術人員往往會把木棚全部回掉，這就容易造成尾巷內局部冒頂，尾巷不暢通，對巷道的回風能力產生一定阻礙；②技術人員在橫貫時未將尾巷掘到位，采空區冒落后，不能和尾巷進行很好地貫通，阻礙尾巷的回風能力。

3.6 U+L 通風系統專用排瓦斯尾巷

在采煤工作面回風巷采空區一側設置專門排瓦斯的尾巷，讓工作面的風流分成從工作面上巷排出和從尾巷排出的兩部分。在尾巷產生的負壓，就會導致采空區瓦斯流動路線發生改變，進而帶動瓦斯從專用尾巷排出，減少從上隅角涌出的瓦斯量，解決上隅角瓦斯超限問題。但是，這種方法也存在不足，要多一個排瓦斯尾巷，投入增大；通風系統穩定不好控制；工作面的通風阻力增大，直接影響工作面風量的提高；雖然解決了上隅角瓦斯超限的問題，但容易帶來尾巷瓦斯超限的問題。

4總結

對于綜采工作面來說，上隅角是最容易發生瓦斯積聚的，一旦綜采工作面上隅角出現瓦斯超限就會嚴重影響煤礦的安全生產。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超限的方法。實踐證明，對于綜采工作面上隅角的瓦斯治理來說采用風障法導風和設置移動引射器等綜合治理措施治理上隅角瓦斯超限，效果十分明顯，對于綜采工作面上隅角的瓦斯治理來說有一定的指導價值。