摘要：随着社会和经济的发展，对资源的需求不断增加，推动了采煤行业的迅速发展。近些年，我国的煤矿瓦斯安全事件频发，随着逐年增大的矿井产量，瓦斯绝对涌出量也大幅提升，工作面隅角区域通风性差，温湿度较高，采空区和采面释放的瓦斯容易聚集到此处，区域内瓦斯浓度高，因此是工作面防治瓦斯的关键点。本文对采煤工作面上隅角瓦斯治理进行进行研究，提出治理隅角瓦斯治理措施。
关键词：采煤行业;隅角瓦斯;采煤工作面;瓦斯治理技术;治理措施
1.引言
现阶段，煤矿不断扩大开采范围、加深开采深度，企业逐渐将生产重心转向深部煤层，因此增大了煤层瓦斯的赋存量，绝对和相对瓦斯涌出量也逐步上升。矿井治理瓦斯主要利用通风稀释法、抽放后通风稀释法和水喷雾后通风稀释法解决。分析煤矿工作面及瓦斯超限实际情况和特点，回采时随着工作面的前进，采动压力会影响采空区上覆岩层垮落、临近层、围岩和煤柱，采空区会涌入大量的瓦斯，导致隅角内瓦斯浓度超过限制[1]。作为采煤工作面采空区的漏风交汇点，隅角容易聚集瓦斯，如果不能有效处理，会存在较大的安全风险，因此采煤工作中隅角瓦斯治理是极为重要的。
2.工作面隅角瓦斯积聚的主要原因
分析井下现场和其他综合情况，采煤工作面隅角位于采空区和煤壁一侧，因此风速较低，此处区域形成涡流状态，因此导致采空区的瓦斯不容易融入主风流中，因此会在隅角形成涡流区，这种情况下容易导致采煤面中的隅角瓦斯浓度超过限制。煤矿回采时大多使用U形或是Y形通风形式，进风巷和回风巷存在风流压差，在此作用下，位于工作面漏风交汇处的隅角是采空区瓦斯涌出必经的通道，因此容易导致瓦斯积聚。另外，从相对空气层面来看，采空区中空气因为含有瓦斯因此密度小，从而导致隅角成为涌出高浓度瓦斯的主要地点。结合理论和实际进行分析，隅角贴近采空区和媒壁一端，风流速度缓慢，局部呈现涡流状，导致采空区的瓦斯不容易纳入到主风流中，因此高浓度的瓦斯会在隅角周围进行循环，导致瓦斯会积聚在采煤工作面的隅角局部部位。如果工作面上出现滞后回柱、没有及时拆卸铁器等情况，除了存在涡流区域外，顶线附近还会存在微风区域，此处容易积聚采空区泄露的瓦斯，这也是隅角瓦斯超限容易发生的主要因素。
3.采煤工作面隅角瓦斯处理有效措施
3.1安置临时风幛
利用临时风幛，能够对隅角涡流状态进行有效改善，从而大大降低瓦斯浓度，能够使隅角风流路线发生改变，让隅角内进入新鲜的风流，从而改变原有的涡流状态，能够将瓦斯冲淡并稀释，避免隅角中出现过高浓度的瓦斯。矿用风幛一般为软质的筒布，会根据实际情况选择风筒的长度和宽度，通常长度超过10米。从实际应用情况来看，使用风幛后，隅角中的瓦斯浓度显著下降，但是现场存在风幛，回采工作较为不便利，会影响隅角处进行人员行走、运输物料、采煤、打柱或是翻柱等活动，因此风幛的风筒布特别容易被破坏，从而隅角的瓦斯会再次上高，导致隅角出的瓦斯浓度超过标准。这种忽高忽低的情况会给安全施工带来很大的影响，同时也会稻城工作面通风阻力增加，会降低工作面风量，导致风速变慢，引起工作面温度提升，瓦斯会表现为上升趋势，因此这种方法效果并不理想[2]。
3.2调整风量
如果工作面风量变大，就会导致隅角内工作面的主风流和聚集区的风流对流情况加剧，随着风量的增加，会导致负压增大，采空区内风流速度会加快，因此采空区内瓦斯和风流交换会增强，即便降低了隅角瓦斯浓度，但是风量太大会对正常的采煤工作造成影响。同时还会对井下的同分系统的稳定性造成影响，还会使采掘其他工作面的风量降低。同时风量过大会导致工作面中煤尘扬起，工作环境质量降低，会对施工人员造成一定影响,必须确保风速符合行业规定要求标准。
3.3设置工作面角窗
将挡风玻璃布置在工作面拐角处，挡风玻璃安装在回流管旁边，当进入道路的空气通过工作面进入挡风玻璃时，挡风玻璃起到改变气流方向的作用，将气流引至工作面拐角处，然后从上拐角处排出气体。
但该方法存在一些不足之处：由于受物料运输、行人、支架、立柱等因素的影响，挡风玻璃经常被损坏，进而失去其功能，
3.4安装专用排风机
在工作面转角处安装矿井排风机的主要原理是在进水口处形成负压区，由于两侧的压力差，沿输送通道通过工作面的主气流将增大，以满足风机排气量的需要。此时，上隅角积聚的有害气体被稀释后排入回风巷，上隅角的气体浓度则会下降。
3.5采用瓦斯尾排巷
在采煤工作面回风巷和采空区建设一条专用排放瓦斯的尾排巷，分离工作面的风流，将其中一部分从工作面的上巷排出，另外的从尾排巷处理。在这个过程中，专用尾排巷会产生负压，合理利用负压就能将采空区的瓦斯流动路线改变，降低隅角瓦斯的涌出来那个，从而缓解了隅角瓦斯超限情况，实际操作时取得较好的效果。
3.6隅角喷雾法
工作面中还可以利用设置水喷雾装置降低区域内的瓦斯浓度，从而能够使瓦斯稀释、淡化，避免隅角中的瓦斯浓度超标。研究证明，瓦斯具有可溶于水的特性、易扩散的特性，因此在合理温度和气压条件下，100L的水中可以溶解瓦斯331L，因为比空气轻因此能够浮在空气上。利用通风使用的喷雾实施，将其设置在切顶线之外，将喷雾射程控制在1.5m到2.5m，同时要将截止阀门设置于喷雾水管外，并根据实际生产情况调节喷雾的射程，能够便于隅角附近开展各项作业。利用这种方法替代临时风幛，效果较好，同时具有成本低廉，安装、移动和使用方便等特点，还能降低隅角的温度，能够有效避免隅角发生瓦斯超限情况[3]。使工作面中的人员和各项操作更便利的开展,能够避免隅角位置摩擦铁器产生火花，减少瓦斯爆炸的发生几率。
3.7采取顶板抽放
顶板抽放也被成为高位瓦斯抽放，是利用顶板的缝隙进行抽放，实际操作中，在煤层顶板破坏裂隙内设置顶板高抽巷，顶板冒落后会破坏临近层面和围岩内的瓦斯平衡，将两个层面吸收的瓦斯通过裂隙流动到采空区内，再利用顶板高巷抽出瓦斯。也就是煤层开采后，采空区上方形成了垂直的“三带”、“崩落带”、“裂隙带”和“弯曲沉陷带”。在开采作用下，煤层地质结构将不断变化，破坏了岩石压力的相对平衡。此时，天然气将从采空区流出，形成裂缝。根据研究表，高浓度气体聚集在空间裂隙带内。由于存在压差，这部分高浓度气流沿通道从工作面角部喷出，导致上角瓦斯超标。利用抽放泵的负压使采空区内的瓦斯流向发生变化，从而能够减少瓦斯涌入到隅角和回风流中，降低区域内的瓦斯浓度。
结束语
采煤过程中工作面的瓦斯浓度对生产安全影响很大，需要了解瓦斯涌出的原因和瓦斯来源，根据实际情况选择合理的方法进行瓦斯治理，能够避免采空区瓦斯异常情况，使隅角内的瓦斯浓度达到合理范围，大大提高采煤生产的安全性。
参考文献：
[1]刘兰平. 采煤工作面回风隅角瓦斯治理技术应用研究[J]. 内蒙古煤炭经济， 2018（5）：121-122.
[2]陈秀田. 沙曲一矿4#煤“U”形通风综采工作面上隅角瓦斯治理关键技术研究[J]. 内蒙古煤炭经济， 2018， No.255（10）：113-114.
[3]王焕斌.综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究[J]. 机电工程技术， 2017， 046（8）：233-234.
作者简介：
宋志永 男 （1988.10）， 现工作于新疆龙煤能源有限责任公司黑眼泉煤矿，主要从事矿井通风技术及管理工作。