礦井采煤工作面隅角瓦斯防治探析

劉康 李鵬飛 周遠

【摘要】在煤礦開采生產工程中，采煤工作面上隅角極易形成瓦斯集聚，并對礦井生產造成安全隱患。本文分析了瓦斯礦井中上隅角瓦斯管理情況，并說明了實踐中使用的處理措施，然后闡述了選用防治措施過程中應當注意的事項。

【關鍵詞】煤礦 工作面 瓦斯 上隅角 防治

近年來，煤礦為實現自身的不斷發展，紛紛著手實施產能升級，有些煤礦在實踐中引入了綜合機械化設備。雖然使生產能力與裝備水平明顯改善，還使得綜采工作面上隅角瓦斯防治工作面臨嚴峻的考驗。所以，本文探討了綜采工作面上隅角瓦斯綜合治理與防治問題，希望能夠為類似煤礦提供參考依據。

一、綜采工作面瓦斯管理狀況

當前，有些礦井并未在上隅角安裝相應的瓦斯傳感器，也有的還未懸掛相關便攜儀，一般情況下，傳感器安裝在通風狀況良好的位置，防止瓦斯聚集而發生報警，部分礦井在傳感器周圍配置吹風裝置來將此處的瓦斯吹散。比如，某礦在2#煤層開采過程中，井下相對與絕對瓦斯涌出量分別是9.34與25.57m3/min。施工的時候，綜采工作面上隅角瓦斯含量相對偏高，通過井下移動泵站來抽放以后，無法滿足安全需求，因此新添地面瓦斯泵站，其通過兩臺抽放泵（300與500m3/min）運行后，工作面風排瓦斯依然在5m3/min以上。然后通過兩臺500m3/min抽放泵來進行抽放，且還啟動了井下的泵站。在回風順槽安裝了一趟抽放管（300毫米），一直到上隅角為止，通過珍珠巖袋對其實施雙層直角封閉，且減少了工作面配風量。選擇上述方法以后，回風流中瓦斯含量下降，變成0.30%。盡管治理工作取得實效，但現階段的瓦斯治理工作依舊存在忙于生產、措施不力等諸多問題，在今后亟需加強。

二、上隅角瓦斯超限根由與防治措施

（一）超限根由

第一，開采技術。這屬于超限的關鍵根由之一。采深愈大、強度越大、瓦斯涌出則越大，超限的可能性越高。第二，瓦斯涌出量。采空區密閉質量決定著上隅角瓦斯濃度高低。第三，采空區懸頂和垮落。若懸頂面積相對較大，同時無法盡快充分冒落與垮落，一旦突然垮塌，肯定會有大量瓦斯涌出，于是聚集在上隅角區域。第四，通風方式。實踐中應用“U”型通風，這樣很難將上隅角瓦斯吹散，導致積聚現象。有些煤礦在回風巷引入吹散或抽排方法以后，一般可以達到瓦斯治理的需要。第五，管理觀念。忽視這方面的工作。關于治理問題，一些煤礦的領導感覺上隅角瓦斯超限不會引起嚴重問題，認為選擇許多低成本的方法，就可以處理好這個問題。

（二）防治方法

防治方法：第一，安裝上隅角擋風簾。將采面上隅角處兩面壓差提高，將這個地方的渦流現象解決，這個措施可以迅速把該區域的甲烷濃度減小至1%之下。該措施基本上適用那些瓦斯相對較低，且一般不超限的情況。第二，提高回采工作面風量。如果風量增加太大，此時流入采空區的風量同樣會提高，這樣會把采空區中大量瓦斯帶出。并且將導致：相鄰工作面的供風量減小、對煤礦通風系統產生負面作用，粉塵含量提高、工作環境變壞等一系列間題。所以，并行合理配風，禁止沒有目的地提高風量。第三，置采空區風嶂，即從采空區一邊，順著切頂線在安全出口至上隅角這個區段安裝上風嶂，以此降低進入采空區的風量，降低瓦斯涌出量，防止發生超限問題。第四，配備采空區擋墻（沙袋、珍珠巖袋）。設置于工作面上、下隅角，以降低漏風，為確保其嚴密性，需要在表明噴上新型密封材料。這種方法在回采工作面上隅角瓦斯濃度與速度相對較小的時候比較適用。第五，工作面中設置局部通風機，通過膠質風筒把風引至回風上隅角，以此來對上隅角瓦斯進行稀釋，使其減小至合理范圍之內，該通風機同樣需要與工作面一同推移。因此該措施同樣具有一定的局限性。第六，安裝專門的抽排風機。

常見技術包括以下幾種：第一，引入脈動通風技術，具體來說，也就是在正常通風中引入脈動風流，以此來提高紊流擴散系數，從而來提升驅散瓦斯的能力。第二，配置自動排放裝置（GDS-1型），具體來說，順著回風巷安裝剛性風筒一趟，其前方鋪抽放花管1根，大約為15-20米長，抽放主要通過低負壓來進行，此管連著回風系統的剛性風筒，于是會在隅角位置產生一個負壓區，推動此區域的瓦斯流向抽放管子，一直到回風巷。

三、安全防治過程中需要注意以下事項

（一）五項措施落實狀況

瓦斯治理過程中，應當對下面五項措施的落實狀況進行檢查，同時，敦促各煤礦嚴格落實。第一，在鞏固巷道支護的基礎上，預先把快要采完的回風巷道錨桿退錨，保證采空巷道迅速冒落，降低上隅角瓦斯空間。第二，切實強化頂板管理，防止其懸頂范圍太大，大面積冒落將形成颶風，這樣就會把其中的有害氣體壓出，導致超限問題。第三，在保障回風巷道斷面的基礎上，保障回風風流沒有阻礙。第四，應當切實強化工作面測風，科學地對配風量進行分配，使風速滿足相關標準要求。第五，切實強化監控，同時安排專人進行檢查，為有效防治瓦斯提供保障。

（二）瓦斯傳感器與監測系統的布置

對它們的布置狀況進行檢查。按照相關規定，檢查T0是否根據要求來布設，斷電值1.5%，報警值1.0%，是不是已經設置好。對煤礦瓦斯傳感器的維修、瓦斯檢查、抽放等記錄進行認真檢查，察看是不是與要求相符，發現不正常的情況必須及時分析，確定根由。

（三）抽放問題

那些設計能力超過O.6Mt/a的建設礦井，必須兼顧到這個方面，按照礦井運行年限，采用移動或永久抽放系統，同時必須預留一定的抽放能力。對那些早就建成的抽放系統，需要認真分析某礦工作面實際狀況，選用科學合理的抽放措施與技術，同時適當增加抽放時間。需要核定生產能力的，必須把防治效果當做其中的關鍵指標之一，按照這個方面來進行安全生產許可證的核發。如果發現防治與相關要求相背離，必須根據國家相關要求進行處理，超限一定要接著停工撤人，同時還必須查處相關人員。

四、結語

綜上所述，綜采工作面上隅角瓦斯防治中，尤其關鍵的是采用科學合理的防治措施與技術，在上隅角瓦斯治理過程中，需要預先進行分析，按照具體需要，盡早進行施工，早投入，早見效。必須認真檢查瓦斯防治措施是否到位，實時監控瓦斯濃度，為工作面安全生產提供堅實的保障。