淺談綜采工作面上隅角瓦斯治理

劉德強

摘 要：礦井綜合機械化回采工作面的順利進行，對安全生產有著很高的要求，綜采工作面在進行過程中，上隅角極易因瓦斯聚集而產生危險，這將對工作的安全和效率帶來了很大的威脅。本文將對綜采工作面進行過程當中上隅角的瓦斯積聚現象和積聚成因進行探討，希望能夠通過合理的分析，找到解決上隅角瓦斯積聚問題的有效方法，從而確保綜采工作面的安全進行。

關鍵詞：綜采工作面；上隅角；瓦斯積聚；治理

隨著近年來科學技術和先進機械設備的不斷發展，我國對煤炭礦井開采工作也越來越深入，礦井綜合機械化回采工作面的工作強度也不斷加大。而這些工作的深入進行，也導致了煤炭礦井的采空區越來越大，因此常常造成工作面上隅角的瓦斯由于漏風而大量積聚。傳統工程結構的通風系統，并不能減少瓦斯的積聚，因而，必須引入新的工程結構和新的技術手段。以避免因瓦斯積聚而引起的采集工作效率降低，甚至對煤礦工作人員的生命安全帶來威脅。

1 引起綜采工作面上隅角瓦斯積聚的原因

1.1 風流

風流是造成綜采工作面瓦斯異常積聚的一個重要原因。采煤工作面對的通風方法有U型、Z型、Y型、W型等多種。我國通常采用的是U型的方式。U型工作面中，采空區瓦斯濃度在上隅角處最大。從風流方面來看，由于綜采工作面上隅角風的流速較小，有時會形成風渦流。而由于風渦流的存在，綜采面上隅角的風流受到影響，無法正常工作，對應及時處理的瓦斯不能合理處理，是瓦斯留在工作面上，而風渦流又經常把瓦斯帶入到綜采工作面的上隅角部分，時間一長，就造成了上隅角部分的瓦斯大量積聚。若工作面上隅角出現滯后回柱，切頂排面上也可能會形成瓦斯積聚，就更容易形成因瓦斯積聚量過大而導致的危險。

1.2 壓力差

綜采工作面上隅角兩面的壓力差，也是造成瓦斯的積聚的一個重要原因。巷道風流中，存在這靜壓、位壓和動壓，三種壓力的總和，叫做全壓。全壓差將決定巷道中風的流速和流向。上隅角兩面的位壓和靜壓相同，風速的差別將導致采煤工作面上隅角處出現風流速減慢，而上隅角兩面的風速差降低，風流就會出現紊流，進而出現嚴重的耗能現象。

1.3 漏風

礦井井下通風設施不嚴密、礦井采空區沒有及時封閉或巷道煤柱被破壞等，都會導致采空區漏風。采空區漏風，將會引起瓦斯過量涌出，形成瓦斯積聚及瓦斯濃度增高。采空區的瓦斯順著風向，流向上隅角，又會加大上隅角瓦斯的濃度，進而是瓦斯超限度聚集。

2 對上隅角瓦斯超限聚集的治理

2.1 安裝擋風屏障

由之前的分析可知，上隅角風流和采空區的風量，是引起上隅角瓦斯積聚的重要原因。如果能夠合理的安裝擋風屏障，就會在一定程度上解決這個問題。上隅角處安裝擋風屏障，能夠盡可能減小綜采工作面上隅角的風流問題，避免因風流狀態異常而導致的瓦斯積聚。在安裝擋風屏障時，應確保上隅角處正常的通風工作不受影響。擋風屏障對材料有較高要求，應盡可能選用軟質的風筒布，屏障的長度不應低于11米。與此同時，采空區的擋風工作也不容忽視。在工作面上，可以從工作面的某個出口安裝連接到上隅角的擋風屏障，這樣就可以盡量避免采空區漏風，防止因漏風而導致的瓦斯積聚。采空區安裝擋風屏障，應盡可能做到隔絕多余空氣進入采空區。只有控制好采空區的進風量，才能避免采空區產生大量瓦斯，以減小上隅角的瓦斯濃度。因此，在上隅角和采空區安裝擋風屏障具有一定的可實施性和必要性。

2.2 增大回采工作面風量

綜采面上隅角處容易聚集大量的瓦斯，要想有效降低此處瓦斯，就必須實現上隅角瓦斯聚集區域的風流有效流動，也必須加強工作面主風流的擴散作用。通過多年的現場實踐，可知在綜采面通風正常的條件下，僅保證速度一定的風流，無法實現該區域瓦斯濃度的有效降低。若采取增大綜采面風量的措施，上隅角處的風對流則會變大，但若進一步增加風量，此處的負壓就會隨之變大，這使得采空區的風流速度變大，使得采空區較多的瓦斯涌入工作面。如果采空區的漏風通道較多，漏風量會變大。因此，增大綜采面風量，不但會增加工作面的瓦斯涌入量，還會造成以下不利影響：影響附近采掘工作面的通風情況，造成局部或整體通風的不穩定；增加工作面中的粉塵濃度，不利于工作人員作業。

2.3 安設局部通風機

在綜采面內，可采取安裝局部通風機的措施，并通過風筒將風流引入上隅角處，從而使得上隅角處于正壓區域，該區域的瓦斯濃度得以降低，并達到規定濃度，局部通風機必須隨著煤炭的開采不斷前移。這一措施的優點主要有：（1）綜采面上隅角區域的瓦斯可以由風筒并通過主風流進入回風巷；（2）使得綜采面上隅角處的風量相應增加，從而避免此處在較短時間里聚集大量的瓦斯；（3）由于風筒具有體積小等優點，所以，其無需占用較大的空間，從而不會對工作面正常生產造成影響；（4）若風機正常工作，這一措施具有較高的安全性。

2.4 設置移動式引射器

在工作面上隅角至回風道一段距離內設置移動式引射器，抽排上隅角積存的瓦斯，引射器的風壓一般在0.8Mpa-1.0MPa，風量最多可達60m3/min-80m3/min。

2.5 提高尾巷質量確保尾巷暢通無阻

工作面尾巷對治理上隅角瓦斯起到了重要作用。但在使用中存在2個問題：（1）為了保證在尾巷內不留有可燃材料，掘完尾巷后把木棚全部回掉，造成尾巷內局部冒頂，尾巷不暢通，阻礙了巷道的回風能力；（2）尾巷連通橫貫沒有掘到位，使得采空區冒落后不能很好地和尾巷貫通，同樣也阻礙了尾巷的回風能力。為此采取了以下措施：（1）用錨桿支護來代替原有的尾巷支護方式；（2）規范橫貫的數量設置、送巷長度，橫貫必須送到回風巷靠工作面一側。通過以上這兩條措施，能有效地確保尾巷內回風不受到外界的阻力，取得了良好的效果，有效地將上隅角的瓦斯濃度降低到規范允許的范圍內。實踐證明，尾巷起了很大的作用。

2.6 安裝瓦斯抽放系統

瓦斯抽放管路的主干管、支管、鉆場管路都必須安裝設定標準孔板流量計和控制閥門。單孔連接管是也必須安設標準孔板流量計，其安設方法可孔孔安設，也可用便攜式逐孔測試，既便于測試數據，又不會增加管網的阻力。涌水量大的抽放鉆場，管路的低洼、起坡、變徑處及其它易積水的地方要設置放水器或自動放水器，單孔內積水多時建立放水臺帳，并且必須擱專人每兩天放1次水。抽放管路工程施工結束后，必須進行氣密性試驗，并有試驗記錄。工程施工必須經過驗收，驗收不合格的要及時處理，直至合格，并提交驗收報告。滿足下列條件之一時，經安檢部批準，鉆孔方可甩掉：鉆孔濃度低于15%；平行或斜交布孔時，鉆孔口在采面前方2～5米之內。孔聯網抽放后，每旬觀察一次濃度、負壓、流量等參數，數據填入鉆孔觀察管理牌，發現漏氣、積水及時處理。抽放隊要設專職人員經常對瓦斯抽放系統巡回檢查，連接管、支管每日檢查一次，主干管每旬一次，及時放水，堵漏、處理故障，并做好檢查、放水、堵漏和故障處理記錄。

結束語

綜采工作面的工作，必須保證能夠在安全情況下進行。煤礦采集過程中，瓦斯過量積聚，非常有可能會發生危險。瓦斯帶來的危險并不僅僅是對采集工作，更會嚴重威脅到工作人員的生命安全。因此，瓦斯積聚的問題不容忽視，相關技術部門必須采用最先進的手段和做合理的技術，對瓦斯積聚進行治理。綜采面工作進行中，必須注意到風向、風流、采空區等各種可能存在安全隱患的環節，做到對每個細節的精確處理，這樣才能保障煤礦安全，使工人放心工作。

參考文獻

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