王鹏
龙煤集团鹤岗矿业公司救护大队 鹤岗市 154102
摘要：采煤工作面实现了高产高效综合机械化生产,工作面单产不断提高,瓦斯涌出量不断增加,使原来工作面瓦斯不大的矿井和低瓦斯矿井,也出现了上隅角瓦斯积聚超限。几年来,通过现场观察、研究分析“U”型通风工作面风流流动及瓦斯流动规律,针对不同条件,采取了以多种形式的抽采上隅角瓦斯为主的瓦斯治理手段,取得了较好的效果。
关键词：U型；通风；瓦斯治理；采空区
1、U型通风工作面采空区瓦斯治理原则
大量的采动空隙与原有空隙构成了采空区内极为复杂的气体流动网络,其流动规律一般是,从煤层微小孔隙解析出来的瓦斯首先在煤块内流动,然后在煤块内外压差作用下进入采动空隙系统;但从整体上来看,采动空隙是瓦斯流动的主要通道.在上、下邻近层区域内, 空隙内的气体流动多数为单一气体的瓦斯流动,而在冒落带内的流动则为空气-瓦斯混合气体流动,采空区瓦斯涌入工作面的流动则属于空气-瓦斯混合气体的流动. 在一般U型通风工作面,风流从进风巷进入回采工作面,清洗工作面后经回风巷流出，从流体力学的角度而言,进入工作面的风流端称为源,而流出工作面的风流端称为汇,所以U型通风工作面又称为一源一汇工作面.实际上,在风流由进风巷进入采场时,其中有一部分风流将会漏入采空区中,把采空区中的瓦斯从上隅角带出,引起回风巷风流中的瓦斯浓度增大.而采空区内瓦斯涌入工作面,除了由漏风流引起外,另一个重要原因在于:工作面通风期间,采空区与工作面之间存在气压差,造成了采空区瓦斯向工作面涌入。
2、采煤工作面上隅角瓦斯积聚的处理方法
2.1上、下隅角截堵
使用编织袋装锯末、灰渣等材料将工作面上、下隅角截堵并充填严实，减少向采空区漏风和从采空区向上隅角涌出瓦斯。综采工作面在未截堵前上隅角瓦斯涌出量为 5m3/ min ～ 6m3/ min，截堵后上隅角瓦斯涌出量为 2m3/ min ～ 3m3/ min，截堵效果明显。
2.2上隅角埋管抽放
上隅角埋管抽放就是在上隅角用装锯末或灰渣编织袋垒挡风墙进行封堵后采用钢圈风筒穿过封堵墙伸进上隅角，连接在回风顺槽的负压抽放管路上，通过上隅角埋管抽放，在工作面上隅角处形成一个负压区，使该区域的瓦斯通过抽放管路被抽走，避免因采空区瓦斯涌出而造成上隅角瓦斯超限事故的发生。此方法配合上、下隅角截堵共同使用效果良好，能有效降低上隅角瓦斯浓度。
2.3工作面配风合理
根据采空区瓦斯涌出量占采煤工作面瓦斯涌出总量 70% 的特点，对工作面进行合理配风，缩短采空区的漏风带宽度，以减少采空区瓦斯涌出量，从而降低上隅角瓦斯浓度，还能一定程度上降低采空区发火的几率。
2.4设置挡风布
设置挡风帘处理上隅角瓦斯是比较传统的方法,一般作为其它方法的补充手段。当采煤工作面上隅角出现瓦斯超限时,在靠近上隅角处挂挡风帘,将工作面的一部分风流利用风帘引导其流经上隅角,以稀释高浓度瓦斯。风幛可采用软质风筒布制作。
根据现场观测,采煤工作面上隅角设置挡风帘后,由于挡风帘的作用,改变了上隅角风流状态,从而达到了降低上隅角瓦斯浓度的目的,但是由于挡风帘的存在,使采煤机割煤,上隅角附近移架、回柱、行人、运料等工作受到很大的影响,往往出现挡风帘被破坏而失去作用的现象,为此,要设置2道挡风帘,间距大于采煤机长度,在支架下方设置拉线固定挡风帘,当采煤机通过第1道挡风帘时,将挡风帘拉到立柱侧,采煤机通过第2道时将第1道挡好,如此交替,保证采煤机通过时,上隅角风流状态的稳定。
2.5上隅角高位瓦斯抽放
上隅角高位尾巷抽放在工作面回风顺槽施工外错顶板瓦斯巷,预先接设好管路,将其封闭严,当工作面推过后进行抽放。每隔30～50 m施工1个高位尾巷,交替进行抽放。这种形式的抽放适应于厚煤层综放工作面,普通综采工作面也可以使用,只是岩石掘进率提高,增加成本。使用这种方法处理采煤工作面上隅角瓦斯,抽放浓度在30%以上,取得很好的效果。
3、注意事项及采取的措施
(1)工作面的配风采取沿空留巷,利用抽排风机处理上隅角瓦斯办法的最关键环节是工作面的配风问题,在满足作业规程设计风量的条件下不宜过大,以保证工作面风流方向在上隅角呈“丫”字形为准,过大则会使风机抽人风量供过于求,起不抽排瓦斯的效果。
(2)在风筒的选择上,主要是负压端的骨架风筒,除必须是阻燃和抗静电的之外,还必须有一定的抗压强度,防止风筒抽瘪和风筒与骨架出现“脱骨”的现象。导致风机被阻烧坏电机。
(3)抽排风机的位置以距上隅角30一50m为最佳,因此位置负压端的阻力小,抽排效果好,当然也要与现场的实际情况相结合,因地制宜。
(4)抽排瓦斯的风筒不得与电缆、水管、风管以及注压管搅和在一起,至少保持300mm的距离。
(5)必须经常检查风筒的情况,以防漏风泄露瓦斯,并在负压端必须设置调量窗。调量窗要有防止异物进人的过滤防护罩。
(6)抽排风机应设置检测监控传感器,实现超限自动断电停机。
结束语
经过以上分析，结合现场的实际情况，一旦采面上隅角出现瓦斯 超限，立 即在 采面 上隅角 挂 风帘、安挡风障；增大工作面的进风量、调高工作面的压差，检查与该 工作面 相 关的 所有 密闭 是否 漏风，若漏风及 时进 行 封堵。上述 方法 不能 解决 问题，要尽快安设专用抽出式通风机进行抽排。上述方法都是临时性救急措施，治理上隅角瓦斯超限的主要方法应该是：高位抽放，上隅角瓦斯抽排。其根本方法是开采解放层，提前进行巷道抽排或预抽，其他的方法都具有不确定性和不稳定性；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：
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