浅谈采煤工作面上隅角瓦斯治理方法

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摘 要：新疆焦煤集团1890煤矿是一座现代化矿井，矿井该扩建后年产量达到120万吨左右，属于高瓦斯矿井，因在回采期间，采空区顶板跨落等原因，造成工作面，上隅角瓦斯偏高，经常出现瓦斯超限现象，在排放瓦斯过程中，时间较长，给矿井，职工生命带来极大的安全隐患，经过工程技术人员认真分析瓦斯超限原因，采用了多种行之有效的方法，使得上隅角瓦斯浓度明显降低，确保了工作面回采期间的安全。故利用15123回采期间上隅角瓦斯较高情况浅谈采取的方法。

关键词：工作面； 上隅角； 瓦斯；治理

中图分类号：TU74文献标识码： A

1、15123综采工作面基本情况

15123综采工作面沿走向布置，中部走向起伏变化较大，东为风井大巷，西为开切眼，北为15122工作面采空区，工作面走向长为2150米 ，斜长为145米。工作面的服务年限1.75年。15123工作面在回采时配风量1200 m3/min,实际风量1960 m3/min。

2、综采工作面上隅角瓦斯超限的原因分析

2.1、采面工作面上隅角为采空区风流的汇合处

15123工作面采用“U”型通风方式,在这种通风方式下，进入工作面的风流分为两部分，一部分沿工作面流动；另一部分进入采空区，在采空区内部沿一定的流线方向流动，在工作面的后半部分，进入采空区的风流逐渐返回工作面。两部分风流均在上端头进入回风巷，但因上隅角靠巷道帮处风流较弱，由紊流状态变成层流状态，又因瓦斯比重较空气低，则风流中的部分瓦斯在上隅角靠巷帮煤壁该风流将采空区部分瓦斯带出，若工作面后方与邻近煤层采空区或同一煤层未隔离的巷道相通，即采空区有漏风通道，则此风流会汇入工作面，其采空区流线分布如图1所示。

2.2、采面上隅角的风流状态是瓦斯超限的重要原因（见图2、图3）

采面上隅角靠近煤壁和采空区侧，风流速度很低，局部处于涡流状态（如图2所示）。这种涡流使采空区涌出的瓦斯难以进入到主风流中，从而使瓦斯在上隅角附近循环运动而聚集在涡流区中，形成了上隅角的瓦斯超限。如图3所示，若工作面上隅角出现滞后回柱，除上隅角存在的涡流区外，在靠近切顶排处会出现微风区，采空区漏出的瓦斯在此处积聚，更容易形成上隅角的瓦斯超限。

2.3、采面上端头采空区悬顶大面积垮落，老塘内积聚的瓦斯瞬间溢出造成瓦斯超限

15123工作面顶板较为坚硬，虽采用超前预爆破强制放顶技术，但因工作面回风巷采用锚网支护，局部地段进入采空区后不能及时垮落，时常会出现5―10米段的小范围悬顶，当悬顶突然下落，积聚在老塘内的瓦斯气体瞬间冲出，造成工作面上隅角短时间段瓦斯超限。

3、防治上隅角瓦斯超限的方法

3. 1、增大回采工作面风量

工作面风流对上隅角涡流区积聚瓦斯的驱散，主要靠工作面风流与上隅角瓦斯积聚区间空气的对流和主风流的扩散作用。经过长时间的现场观察，发现在工作面正常供风的情况下，靠有限速度的风流来驱散上隅角涡流积聚区的瓦斯是不可能的。采用增大风量的办法，虽然可使上隅角积聚区瓦斯与工作面主风流的对流作用加大，相应降低了上隅角瓦斯浓度，但对上端头老塘内顶板突然垮落造成的瓦斯超限现象仍然不能解决，且增加了工作面通风费用。同时，风量过大又有以下缺点：

（1）造成邻近采掘工作面的供风量下降，影响整个矿井通风系统的稳定；

（2）使采面风流中的粉尘浓度增加，恶化工作面的工作环境，增大防治粉尘工作的难度；

（3）工作面风量过大容易使巷道内的风速超过《煤矿安全规程》的规定，影响矿井的质量标准化达标。

3.2设置上隅角挡风帘（见图4）

当综采工作面上隅角出现瓦斯超限时，在靠近综采工作面上端头以下5米处斜挂一挡风帘，使之将工作面的风流一分为二，利用风帘引导较多的风流流经上隅角，以稀释上隅角高浓度瓦斯。风幛可采用软质风筒布制作，长度一般不小于5m左右。

15123工作面在生产过程中，出现了上隅角瓦斯偏高的现象，于是在上隅角附近加设了一道挡风帘，同时为了减少经过老塘进入工作面上隅角的风量，在下端头最后一排端头支柱处增设一道挡风帘。通过现场观测，上隅角的瓦斯浓度明显降低；但是由于工作面上口增设挡风帘的存在，使采煤机割煤，移架，运料受到很大的影响，往往出现挡风帘被拉开未及时复位现象，以至上隅角瓦斯浓度又很快升高甚至到超限。这样反复操作的结果，必然使上隅角瓦斯浓度忽高忽低，极不稳定，形成了安全生产的一大隐患。同时，挡风帘的存在，增大了工作面的通风阻力，使工作面的有效风量降低。

因此，这种方法主要适用在综采工作面过局部瓦斯异常带，并且只能作为临时辅助措施。

3.3插管抽放

矿井建有有两套地面瓦斯抽放系统，统，其中一套在15123工作面采用顺层抽放，瓦斯抽放泵为2BEC水环式真空泵，功率110KW，抽排量为90m3/min；另一套在15123工作面上隅角和高位孔进行抽放，瓦斯抽放泵为2BEC-72水环式真空泵，功率630KW，抽排量为500m3/min；该方法的使用彻底解决的上隅角瓦斯问题。

3.4上下端头靠老塘侧设置挡风帘

为进一步减少工作面老塘进风，在工作面上下端头靠老塘侧设置挡风帘，经过现场应用，效果较为理想。

3.5、尾巷排放法。

此方法是利用尾巷与工作面采空区的压力差，使工作面一部分风流流经上隅角、采空区、联络眼到尾巷，以达到冲淡、排出瓦斯的目的。如果尾巷排放瓦斯效果不显著，可在工作面的回风道中设调节风门，以增大采空区与尾巷之间的压差，提高排放效果。尾巷排放法是国内广泛采用的一种方法，其优点是利用已有的巷道，不需要增加设备，易于实施，比较经济；不足是进入尾巷的瓦斯量难以控制，瓦斯浓度忽高忽低。我矿在15122工作面推进过1790回风巷与15122回风巷交叉点后，开始利用1790回风巷作为尾巷解决15122工作面上隅角瓦斯问题。该方法使用后效果非常明显，15122工作面上隅角一直处于较低且较稳定的状态。

3.6、打瓦斯抽放钻法

在15123回风巷离工作面50米处开始布置瓦斯抽放钻场，后每隔50米布置一处。每个钻场布置3-5个瓦斯抽放钻孔，以成孔在上隅角的相对位置，成孔在上隅角附近98#、96#、94#等支架上方14米，钻孔完成后，进行封孔并连接至抽放管道。

3.8、”W””型通风方法

矿井采用运输巷、回风巷进风、专用回风巷回风的方式，经过该方法的使用，效果明显。

4、结论

15123综采工作面上隅角瓦斯在上述方法的综合应用下，取得了很理想的效果，确保了矿井的安全生产，为矿井带来了巨大的经济效益。