回采工作面上隅角瓦斯治理研究

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的方法。

【关键词】上隅角；回采工作面；瓦斯治理

1.采煤工作面瓦斯来源及其浓度分布规律

采煤工作面瓦斯来源有两个方面，一是来自采煤工作面煤壁及采落的煤块；二来自采空区。其中采空区瓦斯也来自两方面，一是来自采空区残留煤体与岩石，二是来自受采动影响的临近煤层和围岩。采煤工作面瓦斯浓度分布规律是：沿工作面倾斜方向从进风到回风风流瓦斯浓度逐渐增加，在中下部增加梯度较小而且慢，在工作面上部增加梯度较大而且较快；在垂直于煤壁的横断面上，瓦斯浓度总的变化趋势是从煤壁到采空区是“高—低—高”但在不同生产工艺时不同的断面上变化趋势不同；工作面上隅角瓦斯浓度高于工作面其他地点，其中上隅角上部及煤壁瓦斯浓度最高。

2.上隅角瓦斯积聚原因

在工作面U型通风系统中，在进风巷回风巷风流压差作用下，工作面风流分两部分，一部分直接从工作面流过，另一部分从工作面中下部流入采空区，经采空区再回到工作面上部及上隅角。这样必然造成工作面上隅角瓦斯积聚。图1所示，为U 型工作面采空区的漏风流流线图、风速等值线图和瓦斯浓度线图。图中清晰地显示出上隅角是采空区瓦斯集中涌出通道。另外采空区内含瓦斯空气密度相对于空气来讲要轻。当存在高差时能产生一种自然上浮的“瓦斯力”必然使采空区中高浓度瓦斯向采煤工作面上隅角运移，增加了上隅角瓦斯涌出量。

3.治理工作面上隅角瓦斯积聚措施

3.1设置风障

风障法处理工作面上隅角瓦斯积聚超限在工作面末端设置风障，增加上隅角风量，稀释排走上隅角瓦斯。这种方法简单、易见效，但排放浓度不能控制且风障易损坏可靠性差。同时也影响工作面正常作业，不适应高产高校工作面，常常作为临时应急措施。

3.2抽压式局部通风机

在回风巷设置局部通风机，直接对上隅角进行治理，但这种方法容易受到采掘的影响，随着工作面的推进，得不停地移动风管，特别不方便。但是，脉动通风技术治理工作面上隅角瓦斯积聚超限，提高风流驱散局部积聚瓦斯能力，从根本上解决了上隅角瓦斯积聚超限问题。针对脉动通风机运行环境的特殊要求，其动力采用气压式或液压式作为动力源。其特点是该技术先进、合理、简单易行、效果好、经济。

3.3抽放邻近层

邻近层瓦斯抽放一般是指卸压层瓦斯抽放。在煤层群条件下，由于开采层的采动影响，会导致其上部和下部的煤层卸压，从而引起这些煤层的膨胀变形和透气性增大。这时，为了防止和减少邻近层的卸压瓦斯通过层间裂隙大量涌向回采面，可采用抽放的方法来处理这一部分瓦斯。这种方法最主要的难题是钻孔的打钻位置和仰角，钻孔间距和直径，这样才能达到最好效果。

3.4采空区埋管抽放

这种方法是在顶板冒落之前，把端头带孔眼的管子直接插入采空区内进行抽放，管壁穿有小孔，并用纱窗布包好，以免发生堵塞；该管应尽量靠近煤层顶部，以便处于瓦斯浓度较高的地点，提高瓦斯抽放效果。采空区埋管抽放布置，这种抽放方法抽出的瓦斯浓度一般不太高，通常只有10%-25%。其优点是简单易行，成本低，缺点是抽放效率低。

3.5矿井通风负压引排上隅角瓦斯

这种排瓦斯就是利用U型回风方式，对采空区和上隅角进行瓦斯排放。这种方法需要沿空掘巷或沿空留巷，会增大代价。但排放效果是比较好，并且可长时间利用。

4.结束语

采煤工作面上隅角积聚瓦斯的治理。首先要根据工作面巷道布置情况、瓦斯涌出情况、上隅角附近支护状况，采空区处理方法等情况，因地制宜选择一种合适的方法或几种方法联合起来综合治理，同时在工作面做好瓦斯监测，当瓦斯浓度超限时立即处理。在治理上隅角瓦斯中，还必须结合瓦斯预测，瓦斯提前抽放等，提前把瓦斯排走，使工作面瓦斯涌出量降到最低，再做好通风系统，就会为大大降低工作面瓦斯的含量，上隅角的治理也会简单很多。综上所述，不管任何矿井灾害，都需要系统的进行考虑，采用综合的方法，使各种方法的结合达到最优，才能使灾害降到最低，才能为矿井的灾害防治达到理想效果。

【参考文献】

[1]张国枢.通风安全学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2000.

[2]俞起香.矿井瓦斯抽放[M].徐州：中国矿业大学出版社，1992.