低瓦斯礦井工作面上隅角瓦斯超限治理探析

摘 要：當前，隨著我國經濟的不斷發展和進步，各行各業的發展對能源的需求量不斷增加，煤炭作為經濟發展的重要能源，在科技的支持下，煤炭開采量不斷增加，而在煤炭開采期間所產生的瓦斯屬于易燃易爆氣體，瓦斯爆炸可能會引起煤塵爆炸，其對于煤礦的安全生產是極為不利的。因此，為了更好的保證礦井工作的安全性，對瓦斯尤其是上隅角的瓦斯進行綜合治理就顯得極為有必要了，其能夠更好煤礦生產的高效與安全。

關鍵詞：低瓦斯;礦井;工作面;上隅角;瓦斯超限;治理

隨著采煤工作面不斷推進，在工作面上隅角比較容易聚集瓦斯等有害氣體，這些氣體的聚集給煤礦安全生產構成了較大的隱患。為了更好的對礦井工作面上隅角瓦斯超限進行治理，文章嘗試對有害氣體產生的原因進行分析，并結合具體原因探究解決對策。

1 煤礦采煤工作面上隅角有害氣體的產生及原因

在煤礦采煤工作面有害氣體，通常是以游離和吸附兩種狀態存在于煤層之中的。在煤礦回采工作實施期間，這些有害氣體將會隨著煤層結構的變化和破壞，逐步釋放并擴散到煤礦的開采空間中。煤礦中的有害氣體將會隨著開采區頂板的破壞作用，從高壓區逐漸朝著低壓區過渡，然后蔓延和擴散開來，最終進入到煤層的采空區和開放空間。采煤工作面上隅角的瓦斯主要來源于兩個方面，一是采煤工作面的瓦斯;二是采空區的瓦斯。

采煤工作面的瓦斯，通常會從采煤工作面煤、巖壁裂隙等部位自然涌出;同時，其還可能會在割煤、放炮時出現，如瓦斯會從爆裂的煤體中，破碎的煤塊中涌出。

采空區瓦斯則是采煤工作面涌出的瓦斯部分涌向采空區和開放區;采煤工作面采空區域殘留媒體的涌出;有鄰近層的開采煤層，因為受到采煤外力作用的影響鄰近煤層和圍巖的涌出。

當前，大部分煤礦綜采工作面通常是采用U型通風的，因此在煤礦開采期間經常會出現有害氣體在上隅角聚集的現象。同時，U型通風輸送的氣流，將會分成兩部分工作，一部分輸送到工作面，另外一部分則輸送到了采空區。進入采空區的氣流將會慢慢的返回到綜采工作面的上隅角。

煤礦綜采工作面上隅角與煤壁和采空區的內側緊挨在一起，該區域的氣流速度非常小，同時還有部分的氣流處于旋渦的狀態，該處所產生的漩渦氣流，將會使得在煤礦采空區的有害氣體無法順利進入到主回風氣流之中，這樣高濃度的有害氣體就會在上隅角附近進行持續性的循環運動，并且逐漸聚集到旋渦之中，導致上隅角的有害氣體含量大幅度超標。

2 煤礦上隅角瓦斯超限治理措施

2.1 設置上隅角臨時擋風簾

在煤炭開采期間，可以在靠近上隅角的位置設置臨時擋風簾，這樣可以有效的改變原有風向，促使工作面的風流被順利分解，使得一部分風流經過上隅角的渦流區域，可以借助風流將上隅角的瓦斯帶走。但是，由于需要注意的是擋風簾的存在，還將會使得上隅角附近的支、回柱，上出口行人、運料等受到一定程度的干擾，所以隨著時間的推移，擋風簾可能會被人為的破壞，逐漸失去應有的價值和作用，這樣就可能會導致上隅角瓦斯濃度有很快升高到超限濃度以上。而且，如果反復設置擋風簾還可能會使得上隅角瓦斯濃度忽高忽低，這樣容易導致瓦斯含量不穩定，進一步增大了瓦斯爆炸的可能性，影響了煤礦生產的安全性。同時，擋風簾的存在，也一定程度上增大了采煤工作面的通風阻力，增大了工作面的通風難度，其能夠有效的減少工作面的風量。結合上文分析來看，擋風簾治理上隅角瓦斯超限，雖然能夠發揮一定的作用，但是這種治理方式的穩定性比較差，效果并不是十分的理想，因此在治理瓦斯時，只能作為臨時性應急治理措施。而且該治理措施主要適用于上隅角瓦斯含量并不是很大的區域，如果采煤工作面上隅角出現比較長時間的瓦斯積聚，且含量比較多的情況下，不建議使用該治理方法。

2.2 增大回采工作面風量

工作面風流也將會對上隅角渦流區積聚瓦斯的驅散產生一定的影響，當前主要是依靠工作面風流與上隅角瓦斯積聚區間的空氣對流和主風流的擴散作用。增大采面風量，可以有效的提貨所能上隅角積聚區風流和工作面主風流的對流作用，隨著風量的不斷提升，負壓將會逐步增大，這樣采空區的風流速度也將會不斷增加，這些都會使得采空區的瓦斯流線延伸，有效的促進了風流與采空區的瓦斯彼此交換，這樣可以將大量的瓦斯從采空區攜帶出去。

2.3 安裝設置局部通風機

通風是治理瓦斯超限的有效手段，但是如果僅僅依靠自然通風，顯然難以達到瓦斯治理效果，因此，筆者認為可以嘗試在距離采煤工作面上隅角10-15m的位置，安設一臺專用抽出式局部風機，風筒入口位于采面隅角。在采煤工作面上隅角位置處形成正壓區，安裝通風機之后，上隅角的高濃度瓦斯可以盡快的進入到風筒內部，然后經過通風機排入回風巷，這樣就能夠及時的稀釋掉采煤工作面上隅角的瓦斯濃度，避免瓦斯爆炸，觸發安全事故。同時，局部通風機體積小、運輸和移動比較靈活，通風機可以隨著工作面的前移而移動，因此能夠發揮出更加理想的治理效果。

2.4 做好采空區瓦斯抽放工作

由于走向長壁綜采工作面，一般是采用“U”通風形式，這也是上隅角最容易積聚瓦斯的原因之一。在煤炭開采前，沿著工作面進入采空區的風流攜帶采空區的瓦斯大部分都是從上隅角附近返回工作面的，這也可能會導致上隅角附近的瓦斯濃度比較高。當回風巷風流中的瓦斯濃度達到0.5-0.8%的時候，在工作面的上隅角就有可能會出現瓦斯濃度超過限制的情況，即瓦斯濃度大于0.1%。工作面上隅角是重大瓦斯災害隱患和瓦斯事故的高發區域，其嚴重威脅著整個工作面甚至是采空區的安全，因此，做好采空區瓦斯抽放工作就顯得極為有必要了，在對瓦斯進行抽放時，需要結合整個綜采工作面巷道布置特點和回采工藝的特點實施，如可以采用采空區埋管抽放的方法，解決上隅角瓦斯積聚的問題。

2.5 調整工作面上下順槽的推進度

在煤礦開采過程中，往往因為溜尾推進速度慢，上隅角滯后下隅角，風流將會沿著整個工作面上三角順路而走，不能有效吹散上隅角瓦斯，因此可能會導致上隅角瓦斯濃度升高超過限制標準。因此，把握好工作面上下順槽的推進度，有意識的保證上隅角超前下隅角，這樣就能夠迫使風流有力的沖擊上隅角有害氣體，瓦斯也將會隨著風飄散，借助這些操作可以成功的降低上隅角瓦斯的濃度。

2.6 局部瓦斯積聚的控制

做好局部瓦斯積聚的控制也是瓦斯超限治理的有效手段之一。其主要控制策略如下：一是加強工作面瓦斯監測監控系統管理。落實該工作時，要保證瓦斯探頭懸掛位置的準確，同時要進一步增加瓦斯巡檢的力度，尤其是在特殊時期通風副隊長以上的管理人員要現場跟班，保證所有的檢查工作都落實到位了。二是要進一步加強對瓦斯抽放泵以及抽放管理等抽放措施的維修維護，如果發現抽放措施存在問題，必須要第一時間進行維護。三是要加強工作面通風系統的檢查，確保通風系統暢通，在風量滿足要求之后，對通風設施要管理維護到位，這樣才能有效的避免瓦斯積聚。此外，針對上隅角的瓦斯超限治理還需加強對工作人員的培訓，要保證他們能夠準確的分辨出上隅角瓦斯是否超限，在察覺到超限之后，及時的采取治理措施。

總之，在明確瓦斯礦井工作面上隅角瓦斯超限的原因只有，有針對性的采取治理措施，能夠更好的發揮治理效果，保證煤礦生產的安全性，這樣對于我國煤礦事業的良性發展也有著較為積極的促進作用。

參考文獻：

[1]孫長江.綜采面上隅角瓦斯治理技術研究[J].農家參謀，2019（13）.

[2]王克武，孫福玉，姜偉東.低瓦斯礦井工作面上隅角瓦斯超限治理技術[J].煤炭科學技術， 2012（05）.

[3]談國強.低瓦斯礦井綜采放頂煤工作面瓦斯治理工作探討[J].科學技術創新，2018（10）.

作者簡介：

楊杰（1990- ），男，山西省長治市人，助理工程師，2015年畢業于山東理工大學，采礦工程專業。