康泽宇 王杰
华晋焦煤沙曲一号煤矿通风科，山西 吕梁 033300
摘要：针对煤矿采用“U”型通风的采煤工作面上隅角出现瓦斯超限的现象，对瓦斯来源进行分析，并提出有效的解决方案，通过改变上隅角风流流向，使其后部采空区的通风压力状态低于常压，对上隅角瓦斯进行全面的治理。
关键词:工作面；上隅角瓦斯；瓦斯治理；技术
近年来，社会需求的增加使煤矿的开采深度持续加大，同时随着煤矿机械化开采程度的提高，采煤工作面的瓦斯涌出量也相应骤增。这样，对于煤矿的瓦斯综合治理带来了新的挑战，尤其是采用“U”型通风工作面的上隅角瓦斯治理，由于上隅角风流流场的特殊情况导致工作面回采时上隅角瓦斯经常出现超限现象。
为了更好的防治上隅角瓦斯超限，根据实际提出有效的治理技术和解决方案，本文针对沙曲一号煤矿4401工作面的瓦斯治理进行论述，全方位探究上隅角瓦斯的出处，改变上隅角气体流向，进而降低上隅角瓦斯涌出量。
1 4401工作面基本情况
4401工作面东面与轨道、胶带、回风大巷相邻，西面和北面均为未开拓区，南面为原4208采空区，上覆2#煤2201、2202工作面采空区，走向长1491m，倾向223m。
4401工作面为4#煤回采工作面，煤层较稳定，平均煤厚为4.3m。工作面采用“U”型通风方式，轨道巷为进风巷，胶带巷为回风巷，工作面配风量为920m3/min，绝对瓦斯涌出量6.5 m3/min。
2 瓦斯治理技术
2.1 上隅角瓦斯抽采系统布置
4401胶带巷铺设两趟DN320mm瓦斯抽采管路，一趟作为回采时压埋管抽采上隅角瓦斯，该管路带入低浓排空管路。另一趟抽采上覆采空区、本煤层及下邻近层钻孔的瓦斯，改趟管路带入低浓利用管路。如图1所示。
（1）上隅角埋管抽采
4401胶带巷非采帮布置一趟DN320mm瓦斯抽采管路，工作面回采时作为埋管抽采上隅角瓦斯，该趟管路从巷道顺槽开始每9m加设一个DN320mm变DN219mm三通并加设堵片，三通口水平朝向采帮侧，当工作面回采至管路三通位置时，拆除三通堵片，即可利用瓦斯抽采管路抽采工作面上隅角瓦斯。
（2）上覆2#煤采空区钻孔瓦斯抽采
4401工作面上覆2#煤采空区瓦斯抽采钻孔布置在胶带巷顶板,每间隔4.5-5m布置1组采空区钻孔，每组布置3-5个钻孔,均为单排布置,每组相邻钻孔开孔间距为0.5-1m，终孔间距为3m,,孔深30m,实际施工时，孔深以穿透顶板进入2#煤采空区为准。如图2、图3所示。
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2.2技术原理
由于4401工作面属于仰采工作面，上隅角瓦斯出现超限的情况用常规的解决方式根本无法达到理想效果。针对4401工作面上隅角情况，想要治理上隅角瓦斯，就要先治理采空区瓦斯，所以就要从上隅角瓦斯的出处进行更深的探究，运用主动手段改变上隅角的气体流向。为此，需加大采空区的抽采负压并提高混合量来实现治理瓦斯的目的，如图4所示。抽采管路混合气体流量计算如下。
Q=V×(D/0.1457)2
Q=12×(0.32/0.1457)2 = 58.08m3/min，取60m3/min
式中：D——抽采管路内径，m；
Q——混合气体流量，m3/min
V——气体流速，取12m/s。
通过计算数据可以得知，所有排空管路混合气体流量必须达到60m3/min左右，两趟瓦斯抽采管路总流量达到120m3/min左右，方能满足治理上隅角瓦斯的要求。
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图4 4401工作面上隅角瓦斯治理效果剖面图
2.3实践效果
为有效改变上隅角气体流向，将4401胶带巷两趟瓦斯抽采管路均带入低浓排空管路，增加两趟管路抽采瓦斯混合量，现场结合工作面上隅角瓦斯变化情况进行比对分析得出如下结果。
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由上表数据可知，加大4401工作面胶带巷两趟抽采管路的总混合量后，上隅角和回风流瓦斯浓度下降明显，工作面抽采管路总混合量和上隅角瓦斯浓度呈反比，瓦斯治理达到理想的效果。目前，4401工作面上隅角瓦斯浓度保持在0.50%-0.60%之间，胶带巷两趟瓦斯抽采管路的总混合量为110 m3/min -120 m3/min，抽采纯量为1.50m3/min，风排瓦斯量为2.80m3/min。
3结束语
综上所述，该工作面是以采空区瓦斯治理为调改目标，将上隅角附近的通风风流进行转换，呈现反向流向，使采空区上隅角风压处于负压状态，降低上隅角瓦斯涌出量，从根本上解决上隅角瓦斯超限的问题。运用该治理技术，不管是从理论经验还是实际运用情况，都可以进一步考证，确实可以解决瓦斯超限的问题，从而有助于煤矿的安全生产工作和企业生产效率。
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