采煤工作面上隅角瓦斯治理

【摘要】在煤矿开采过程中，关于瓦斯的治理技术一直都是备受关注的课题。煤矿作业面中瓦斯聚集不但会对开采人员的身体健康造成威胁，并且非常容易发生爆炸，给煤矿企业带来严重的经济损失，也给开采人员造成了生命威胁。为此，加强采煤工作面的瓦斯治理，采取有效措施防止瓦斯聚集是非常有必要的。其中采煤工作面的上隅角是最容易聚集瓦斯的地方，现本文就主要研究探讨了采煤工作面上隅角的瓦斯治理措施方法。

【关键词】采煤工作面；上隅角；瓦斯；超限；治理方法

由于煤矿在长期的形成过程中产生了一定的瓦斯气体，因而在进行煤矿开采时，会有大量的瓦斯随之涌出，当瓦斯的浓度超限时，就很有可能会引起瓦斯爆炸。因此要求煤矿作业面必须要具备较好的通风条件，要能够将瓦斯及时的排出，避免其聚集在作业面。但由于采煤工作面的上隅角是一个相对较高位置，很难实现良好的通风效果，甚至会出现涡流的状态，这样就会使上隅角常常聚集大量的瓦斯。因而在瓦斯的治理中，上隅角是非常重要且关键的治理部位。以下本文中笔者结合自己的工作经验，分析了上隅角瓦斯超限的形成原因，并详细探讨了对上隅角瓦斯的治理措施。

1、采煤工作面上隅角瓦斯超限的成因

一般在采煤工作面中，瓦斯主要来自两个方面，其一是来自采煤工作面的煤壁和已经开采下来的煤块，其二则是来自采空区。由于瓦斯是一种质量较轻的气体，因而其常常会聚集在工作面的上空，尤其是在上隅角处。但在正常的采煤作业条件下，一般是不会出现上隅角瓦斯超限现象的。只有在以下几种情况下才会出现上隅角瓦斯超限的问题：

1.1采煤工作面的通风问题

在我国，采煤工作面的通风方式一般都是采用U型通风方式，这种通风方式的会使工作面的空气流动方向分成两个部分，即一部分风流是沿着工作面逐渐流动，将风送入工作面；另一部分则是沿着采空区逐渐流动，将工作面中的空气送入采空区，再流向外界。但若采空区存在一定的漏风通道，就会使采空区的风流再次流向工作面，这样就会使带有瓦斯的空气再次回到作业面，并汇集在上隅角处，造成上隅角瓦斯超限。

1.2上隅角的风流状态问题

由于采煤工作面的上隅角处即是接近煤壁的部位，又是位于采空区侧的部位，因为该处形成一个拐角，因而经过这里的风流一般风速都很低，甚至局部还可能会出现涡风的风流状态，使得该处聚集的瓦斯很难随着主风流流出工作面外，因而极易形成瓦斯超限。

1.3上隅角处两面压差较小

在采煤工作面的巷道中，所有的断面都有一定的静压、动压以及位压，这三种压力相互作用的整体压力和就是该断面的全压状态，而两处断面的全压差大小是决定该处风向和风速的重要影响因素。在采煤工作面的上隅角处，其静压与位压几乎相同，因而风流到该处就会发生转弯现象，并且风速会降低，甚至会出现紊流等现象。这样就会使该处的瓦斯很难流向外界，造成上隅角瓦斯超限。

2、采煤工作面上隅角的瓦斯治理措施

由上述分析我们可以看出，在采煤工作面中，之所以会造成上隅角瓦斯超限，最根本的原因还是在于该处通风性较差，空气流动缓慢，因而极易造成瓦斯聚集超限的现象。为了防治这一问题，在实际的煤矿生产中，必须要做好采煤作业面的通风管理。在此笔者提出了一些关于治理上隅角瓦斯问题的措施方法，以供相关人士参考，具体措施分别如下所示：

2.1在采煤工作面上隅角处设置挡风帘

设置挡风帘能够改变上隅角处的两面压差和风流状态，使工作面中的风流分成两部分，并且将更多的风流引向上隅角处，这样就能够使该处的瓦斯大大稀释，防止瓦斯浓度过大。但需要注意的是这种挡风帘会对开采作业造成一定影响，也不利于长期的工作面顺利通风，因此该方法一般是作为临时治理措施来对上隅角瓦斯进行疏散稀释。

2.2增大回采工作面风量

这样可以使上隅角的风流与工作面的风流加大对流作用，从而携带出大量的瓦斯，达到上隅角瓦斯治理效果。但同时也会造成一定不利影响，即造成邻近采掘工作面的供风量下降，影响矿井通风系统的稳定；使采面风流中的粉尘浓度增加，恶化工作面的工作环境，增大防尘工作的难度；工作面风量过大容易使巷道内的风速超过规定，影响矿井的质量标准化达标。

2.3设置采空区风幛

若能减少进入采空区的风量，则可减少采空区的瓦斯涌出量，使上隅角避免出现瓦斯超限。在工作面采空区一侧，沿切顶排从工作面一出口到上隅角设置风幛，这样就可最大限度地减少进入采空区的漏风量。尤其是在工作面出口处，由于风流进入工作面时在此处直射采空区，所以应保证此区段的风幛封堵严密。可见，这种处理方法可从根本上减少采空区的瓦斯涌出量，但是由于风幛位于采空区边缘，采空区落下的矸石极易将风幛破坏，造成风幛漏风增大；同时由于风幛随着工作面向前推进而逐渐前行，所以增大了工人的操作难度和工作量。

2.4安设安装局部通风机

在工作面内，距采煤工作面上隅角10～15m的位置，安装一台5.5KW或2×2.2KW的小局扇，用胶质风筒将风引到回风上隅角，在采煤工作面上隅角位置形成正压区，通过局扇引入新鲜风流稀释采煤工作面上隅角瓦斯，使该处瓦斯浓度降到规定以下，该局扇随着工作面的前移而移动。

2.5建立采面尾排系统

沿工作面回风巷（采空区）铺一趟非金属的管子，可以使用水泥体。该管子与回风系统相连通（不是与采煤工作面的回风巷），在采煤工作面上隅角处形成一个负压区，使采煤工作面上隅角处瓦斯沿管子流向回风流。

2.6三相泡沫挤压工作面上隅角瓦斯

采用三相泡沫技术，用三相泡沫挤占瓦斯占据的空间来降低瓦斯浓度，三相即水、灰、氮气，灰可采用黄泥、煤碳发电的炉渣等材料，水灰比（质量比）1：4：1。该法具有处理速度快，效果明显的特点。

2.7改变通风方式

我国煤矿的通风方式大部分采用上行风，由于采煤工作面涌出的瓦斯比空气轻，其自然流动的方向和上行风的方向一致，在正常风速（大于0.5～0.8m/s）下，瓦斯可能出现分层状流动和局部的瓦斯积存，容易造成瓦斯上隅角积聚，下行风的方向与瓦斯自然流动方向相反，二者易于混合且不易出现瓦斯层状流动和局部积存的现象，能防止上隅角瓦斯积聚，但在相关规定指出，有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。所以在运用下行通风时，必须慎重。

3、结语

总之，在采煤工作面上隅角的瓦斯治理中，采用上述方法并不是根治瓦斯超限的方法，而都是一些临时性急救措施。要想真正解决上隅角瓦斯超限问题，就需要开采解放层，提前进行巷道抽排或预抽，使煤层瓦斯含量降到8m3/t以下，其它的方法都具有不可确定性和不稳定性；所以治理上隅角瓦斯应提前考虑、提前施工，早投入，早见效。

参考文献

[1]国家安全生产监督管理总局.煤矿安全规程专家解读.徐州.中国矿业大学出版社.2007

[2]于不凡.煤矿矿瓦斯灾害防治及利用技术手册.北京：煤矿工业出版社，2005