羅楊

（重慶市天府礦業(yè)有限責任公司三匯二礦 重慶市合川區(qū) 401520）

采煤工作面上隅角瓦斯的分析與處理方法

羅楊

（重慶市天府礦業(yè)有限責任公司三匯二礦 重慶市合川區(qū) 401520）

本文分析了采煤工作面上隅角瓦斯超限的種種原因，并提出了治理上隅角瓦斯超限的幾種方法，詳細介紹了各種方法的優(yōu)、缺點。

工作面；上隅角；瓦斯；處理

1 采煤工作面上隅角瓦斯超限的原因分析

1.1 采煤工作面的通風方式

我國絕大多數(shù)采煤工作面均采用“U”型通風方式，其規(guī)律為：沿工作面推進方向，從工作面向采空區(qū)深部剖面看，采空區(qū)瓦斯呈現(xiàn)為一個拋物線狀，從進風巷向回風巷剖面看，采空區(qū)瓦斯呈現(xiàn)為一元一次方程直線狀（在上隅角處最大）。

部分進入工作面的風流進入采空區(qū)，在采空區(qū)內部沿一定的流線的方向流動，在工作面的后半部分，進入采空區(qū)的風流逐漸返回工作面。若工作面后方與鄰近煤層采空區(qū)或同一煤層未隔離的巷道相通，即采空區(qū)有漏風通道，則此風流會匯入工作面漏入采空區(qū)的風流中而流向工作面，進入采空區(qū)的風流通過采空區(qū)，風流帶出瓦斯，逐漸返回工作面，最后匯集于采面上隅角，所以，工作面上隅角為采空區(qū)瓦斯流入工作面的匯合處。

1.2 采面上隅角的風流狀態(tài)是瓦斯超限的重要原因

采面上隅角靠近煤壁和采空區(qū)側，風流速度很低，局部處于渦流狀態(tài)。這種渦流使采空區(qū)涌出的瓦斯難以進入到主風流中，從而使高濃度瓦斯在上隅角附近循環(huán)運動而聚集在渦流區(qū)中，形成了上隅角的瓦斯超限。若工作面上隅角出現(xiàn)回柱，除上隅角存在的渦流區(qū)外，在靠近切頂排處會出現(xiàn)微風區(qū)，采空區(qū)漏出的瓦斯在此處積聚，更容易形成上隅角的瓦斯超限。

1.3 采面上隅角處兩面壓差大小和風流狀態(tài)是瓦斯超限的一種原因

巷道風流中任一斷面都具有靜壓、位壓、動壓，三種壓力之和是全壓，全壓差的大小決定著風流的方向和速度，由于上隅角處兩面的靜壓和位壓是一樣的，風流速度不一樣，采煤工作面的風流到此轉彎，造成上隅角處風流速度變慢，上隅角兩面的風流速度差降低，此處風流速度大大減少，在上隅角處出現(xiàn)無速度差，甚至風流出現(xiàn)紊流。

2 防治上隅角瓦斯超限的方法

針對上隅角瓦斯超限的情況，通常的防治方法有八種，即：①設置上隅角臨時擋風簾；②增大回采工作面風量；③設置采空區(qū)風幛；④采煤工作面安裝局部通風機；⑤安設專用抽排風機；⑥建立采煤工作面尾排系統(tǒng)；⑦改變通風方式；⑧上出口超前回采等?，F(xiàn)分別進行分析。

2.1 設置上隅角臨時擋風簾

當采煤工作面上隅角出現(xiàn)瓦斯超限時，在靠近采煤工作面上隅角處掛一擋風簾，使之將工作面的風流一分為二，利用風簾引導較多的風流流經上隅角，以稀釋高濃度瓦斯（風幛可采用軟質風筒布制作，長度一般不小于10m）。

優(yōu)點：

這種方法主要是應用在上隅角瓦斯不大的地點，這種方法實際上就是提高采面上隅角處兩面壓差，解決上隅角處渦流的問題。

缺點：

（1）只能作為臨時措施；

（2）增大了工作面的通風阻力，使工作面的風量降低；

（3）使上隅角附近支、回柱，上出口行人、運料受到很大的影響，往往出現(xiàn)擋風簾被破壞而失去作用的現(xiàn)象，導致上隅角瓦斯?jié)舛扔趾芸焐叩匠逎舛纫陨?，這樣反復操作的結果，必然使上隅角瓦斯?jié)舛群龈吆龅?，極不穩(wěn)定，形成了安全生產的一大隱患。

2.2 增大回采工作面風量

工作面風流對上隅角渦流區(qū)積聚瓦斯的驅散，主要靠工作面風流與上隅角瓦斯積聚區(qū)間的空氣的對流和主風流的擴散作用。經過長時間的現(xiàn)場觀察，發(fā)現(xiàn)在工作面正常供風的情況下，靠有限速度的風流來驅散上隅角渦流積聚區(qū)的高濃度瓦斯是不可能的。工作面采用增大風量的辦法，雖然可使上隅角積聚區(qū)風流與工作面主風流的對流作用加大，但是隨著風量的提高，負壓增大，采空區(qū)的風流速度加大，使采空區(qū)的瓦斯流線延深，加強了風流與采空區(qū)內的瓦斯的交換。若采空區(qū)內存在其它漏風通道，則會增大此漏風量?？傊?，若增大采面風量，會使風流攜帶出的瓦斯量增大，同時，風量過大又有以下缺點：

（1）造成鄰近采掘工作面的供風量下降，影響礦井通風系統(tǒng)的穩(wěn)定；

（2）使采面風流中的粉塵濃度增加，惡化工作面的工作環(huán)境，增大防塵工作的難度；

（3）工作面風量過大容易使巷道內的風速超過《煤礦安全規(guī)程》第二章第一百三十六條的規(guī)定（采煤工作面最高允許風速為4m/s），影響礦井的質量標準化達標。

2.3 設置采空區(qū)風幛

根據(jù)采面上隅角瓦斯超限的原因可知，若能減少進入采空區(qū)的風量，則可減少采空區(qū)的瓦斯涌出量，使上隅角避免出現(xiàn)瓦斯超限。在工作面采空區(qū)一側，沿切頂排從工作面一出口到上隅角設置風幛，這樣就可最大限度地減少進入采空區(qū)的漏風量。尤其是在工作面出口處，由于風流進入工作面時在此處直射采空區(qū)，所以應保證此區(qū)段的風幛封堵嚴密。

優(yōu)點：

這種處理方法可從根本上減少采空區(qū)的瓦斯涌出量。

缺點：

（1）由于風幛位于采空區(qū)邊緣，采空區(qū)落下的矸石極易將風幛破壞，造成風幛漏風增大；

（2）同時由于風幛隨著工作面向前推進而逐漸前行，所以增大了工人的操作難度和工作量。

因此這種方法受多種條件的制約，使用效果不太理想。只有當回采工作面上隅角積聚瓦斯速度不大（2～3m3/min）和瓦斯?jié)舛炔惶撸?％左右）的情況下應用效果才明顯。

2.4 建立采煤工作面尾排系統(tǒng)

沿工作面回風巷（采空區(qū)）鋪一趟非金屬的管子，可以使用水泥體。該管子與回風系統(tǒng)相連通（不是與采煤工作面的回風巷），在采煤工作面上隅角處形成一個負壓區(qū)，使采煤工作面上隅角處瓦斯沿管子流向回風流。

優(yōu)點：

能將工作面上隅角部分瓦斯經過尾排巷道流入專用回風巷。使工作面回風巷瓦斯降低。

缺點：

（1）成本高，需要專門施工一條尾排巷道。

（2）維護難度大，我礦尾排巷道內采用的是“雙排水泥圓筒”，當工作面上隅角回撤時，采空區(qū)掉落的巖石容易將水泥圓筒損壞。

（3）當工作面風流、風量、壓力等現(xiàn)象發(fā)生其它變化時，會將采空區(qū)瓦斯回拉到工作面上隅角，造成瓦斯超限。

3 結論

經過以上分析，結合現(xiàn)場的實際情況，一旦采面上隅角出現(xiàn)瓦斯超限，立即在采面上隅角掛風簾、安擋風幛；增大工作面的進風量、調高工用面的壓差，檢查與該工作面相關的所有密閉是否漏風，若漏風及時進行封堵。上述方法不能解決問題，要盡快安設專用抽出式風機（風、水引射器）進行抽排。

上述方法都是臨時性急性的措施，治理上隅角瓦斯超限的主要方法應該是：本層、順層抽放，尾排等措施。其根本方法是開采解放層，提前進行巷道抽排或預抽，使煤層瓦斯含量降到規(guī)定以下，所以治理上隅角瓦斯應提前考慮、提前施工，早投入，早見效。

TD712

A

1004-7344（2016）23-0163-02

2016-7-21