综采工作面上隅角瓦斯治理研究

孟昊

摘 要：针对采煤工作面的上隅角瓦斯超限的问题，通过分析原因，提出了治理采煤工作面上隅角瓦斯超限的方法，根据采煤工作面实际瓦斯涌出特征及瓦斯治理情况，分析总结了采煤工作面上隅角瓦斯治理技术的合理选择与运用。

关键词：上隅角瓦斯；成因；治理方法

0引言

瓦斯管理是矿井安全系统管理中的一个重要环节，而采煤工作面上隅角瓦斯超限管理尤为重要。随着科学技术水平的不断提高，先进的机械设备在煤矿开采的应用，使得矿井瓦斯管理工作变得越来越重要，同时，在实际的生产过程中也常常出现瓦斯超限的情况，采掘工作面很容易出现，而采煤工作面的上隅角更是瓦斯超限的重灾区。这些都给煤矿的安全生产带来很多不确定的因素，对煤矿的安全高效生产带来极大的威胁。因此，根据生产现场的实际情况进行分析研究，找出采煤工作面上隅角瓦斯超限的原因和解决方法，尽可能的降低采煤工作面上隅角的瓦斯浓度，保证煤矿的安全生产高效生产。

1工作面上隅角瓦斯治理技术

采用高位钻孔裂隙带抽放、并联回风巷密闭插管抽放的综合抽放方法，抽放的瓦斯排至集中回风巷。抽放瓦斯系统及抽放瓦斯钻孔布置如图 1。距 7 ～ 14 m，抽放控制区域为回采工作面靠上隅角一侧采空区 20 ～ 35 m 范围。

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风流状态

采煤工作面上隅角的风流状态决定着采空区瓦斯的流向，是瓦斯超限的一个重要原因。这是因为采煤工作面上隅角靠近煤壁和采空区的地方，风的流动速度变得很慢，局部甚至处于涡流状态。正是这种涡流使得从采空区出来的瓦斯无法被风流带走，瓦斯不断在上隅角附近进行循环，导致聚集在涡流区中的瓦斯浓度越来越高，造成上隅角的瓦斯超限。

2.2 采煤工作面上隅角处两面压差采煤工作面上隅角处两面压差的大小也是造成瓦斯超限的一个重要原因。这是由于全压差的大小直接决定着风流的方向和速度，但是，上隅角处两面的静压和位压是相同的，风流速度不同，这就使得采煤工作面的风流到达上隅角就会发生回旋，进而造成上隅角处风的流动速度变缓，两面风流速度趋于一致，甚至使在上隅角处完全不存在速度差，风流出现紊流。

2.3采面上隅角为采空区风流的汇合处.“U”型通风方式进入工作面的风流在下口分为两部分，一部分沿工作面流动；另一部分进入采空区，在采空区内部沿一定的流线方向流动，在工作面的上半部分，进入采空区的风流逐渐返回工作面上隅角。若工作面后方与邻近煤层采空区或同一煤层未隔离的巷道相通，即采空区有漏风通道，则此漏风风流会汇入该工作面采空区进入上隅角。可见，进入采空区的风流通过在采空区内的气流交换过程，逐渐返回工作面，最后汇集于采面隅角，所以，工作面上隅角为采空区瓦斯流入工作面的汇合处。

3综采工作面上隅角瓦斯治理措施

3.1 增大回采工作面風量

增大回采工作面风量是治理上隅角瓦斯超限的措施之一。综采工作面上隅角较容易聚集大量瓦斯，加强其区域内风流的有效流动及其工作面主风流的扩散作用是非常必要的。根据多年现场实践经验可知，在综采工作面通风正常的情况下，仅依靠固定速度的风流是无法令该区域的瓦斯浓度有效降低；如采用增大综采工作面风量的措施治理上隅角瓦斯，其区域内的风对流虽然会变大，但是随着风量的进一步增加，其负压也会随之增加，从而令采空区的风流速度逐渐变大，大量瓦斯涌入工作面，反而会产生适得其反的作用。因此，增大综采工作面风量的措施是不利于治理综采工作面上隅角瓦斯的，增大回采工作面风量则可以在有效避免以上问题的情况下加强其区域内风流的有效流动，减少上隅角处的瓦斯聚集量，达到瓦斯治理效果。

3.2设置挡风帘

在综采工作面上隅角处设置挡风帘是一种非常有效的综采工作面上隅角瓦斯治理措施。技术人员可以在上隅角设置挡风帘，其主要作用是将来自工作面的风流分成 2 道，令上隅角处有风流通过。需要注意的是，挡风帘的材料应当以软质风筒布为佳，并且其长度在 10 m 以上。

3.3设置采空区风障

设置采空区风障也是一种非常有效的综采工作面上隅角瓦斯治理措施。根据综采工作面上隅角区域瓦斯大量聚集的原因可知，只有令采空区的进风量减少，才能够有效避免大量瓦斯的涌出，进而降低上隅角处瓦斯的浓度。而在综采工作面靠近采空区的地方安装上风障，能够最大限度地避免更多空气进入到采空区之中，尤其是综采工作面风流出口处的风障必须要安装严密，减少采空区的进风量，避免大量瓦斯聚集在上隅角处。

3.4安设局部通风机

在综采工作面内安设局部通风机能够有效减少上隅角处的瓦斯聚集量。在综采工作面内安设局部通风机，可以将风流引入到上隅角处，使上隅角处于正压区域，且该区域的瓦斯量也得以减少，并逐渐达到规定量和规定浓度。在这一过程中，局部通风机必须要随着煤炭开采不断向前移动。

总体来说，安设局部通风机的优点在于：①令综采工作面上隅角区域的瓦斯进入回风巷；②在一定程度上增加综采工作面上隅角处的风量，避免短时间内大量瓦斯聚集；③其风筒体积较小，无需占用太大空间，不会对综采工作面的正常运行产生较大影响；④在风机正常运行的情况下，安全性高。

3.5提高尾巷质量

由于综采工作面尾巷对上隅角瓦斯的治理起着非常重要的作用，因此必须要提高尾巷质量，保证其畅通无阻。通常情况下，尾巷在使用过程中会存在以下问题：①由于尾巷内不能够留有可燃材料，因此在掘完尾巷之后技术人员往往会把木棚全部回掉，这就容易造成尾巷内局部冒顶，尾巷不畅通，对巷道的回风能力产生一定阻碍；②技术人员在横贯时未将尾巷掘到位，采空区冒落后，不能和尾巷进行很好地贯通，阻碍尾巷的回风能力。

3.6 U+L 通风系统专用排瓦斯尾巷

在采煤工作面回风巷采空区一侧设置专门排瓦斯的尾巷，让工作面的风流分成从工作面上巷排出和从尾巷排出的两部分。在尾巷产生的负压，就会导致采空区瓦斯流动路线发生改变，进而带动瓦斯从专用尾巷排出，减少从上隅角涌出的瓦斯量，解决上隅角瓦斯超限问题。但是，这种方法也存在不足，要多一个排瓦斯尾巷，投入增大；通风系统稳定不好控制；工作面的通风阻力增大，直接影响工作面风量的提高；虽然解决了上隅角瓦斯超限的问题，但容易带来尾巷瓦斯超限的问题。

4总结

对于综采工作面来说，上隅角是最容易发生瓦斯积聚的，一旦综采工作面上隅角出现瓦斯超限就会严重影响煤矿的安全生产。通过对采煤工作面回风流瓦斯组成分析和上隅角瓦斯积聚成因的归纳， 提出了综合治理上隅角瓦斯超限的方法。实践证明，对于综采工作面上隅角的瓦斯治理来说采用风障法导风和设置移动引射器等综合治理措施治理上隅角瓦斯超限，效果十分明显，对于综采工作面上隅角的瓦斯治理来说有一定的指导价值。