1890煤矿15123综采工作面上隅角瓦斯治理

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中图分类号：X752文献标识码： A

1、前言

矿井瓦斯是威胁煤矿安全生产的重大灾害之一。它可以使矿井空气中的氧气含量相对降低而影响人体健康甚至致人窒息死亡。也可以导致燃烧、爆炸事故而摧毁矿井设备与设施和发生喷出或突出事故而造成大量人员伤亡。

长期以来，许多回采工作面都是采用U形通风系统，这种通风系统处理瓦斯的能力较差，容易在回采工作面上隅角聚积瓦斯，既危险又限制了工作面的产量。

2、15123综采工作面上隅角瓦斯治理

2.1 、总论

新疆焦煤集团1890煤矿15123综采工作面在回采期间，上隅角瓦斯超限现象严重，每超限一次，按程序排放和处理的时间约为30分钟。15123综采工作面，工作面平均瓦斯含量为0.3%左右，但上隅角每日超限可达几百上千次（多为连续性超限），不仅无法正常生产，而且为矿井的安全生产带来了极大的隐患。因此必须对上隅角瓦斯问题进行处理。本文主要对国内现在普遍采用的一些治理上隅角瓦斯的方法，联合本矿井的实际应用作一定探讨。

2.2 、工作面情况介绍

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 ，平均倾向长为145米。工作面的服务年限1.75年。

15123工作面在回采时配风量1500 m3/min,实际风量1523 m3/min。

2.3 、治理上隅角瓦斯的方法

2.3.1 、风障引导风流法。

该方法是在工作面上隅角附近设置风障或木板隔墙，迫使一部分风流经过上隅角将积聚的瓦斯排除。此方法在我矿应用较广泛。一般使用风筒布制作的风障，还增加了在下隅角设置挡风帘，减少进入采空区风流，减少带出的采空区瓦斯。该方法使用简单，但日常管理维护常落实不到位。

2.3.2 、风筒导排风流法。

该方法又可分为水利引射器、电动通风机、压气引射器3种导排方式。其原理和布置方法是相同的，风筒进风口设在上隅角瓦斯积聚区域，工作面中的一部分风流流经上隅角进入风筒口时，把积聚的瓦斯冲淡、带走。此方法优点是处理能力大，适用范围广；缺点是需要安设设备，并占据一定的采掘空间，影响作业环境和条件。该方法在我矿未实际应用。

2.3.3 、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。

2.3.4 、沿空留巷排放法。

该方法与尾巷排放法类似。我矿未使用过该方法。

2.3.5 、抽放排除法。

即通过向采空区打钻或埋设管路，利用矿井瓦斯抽放系统（或移动式瓦斯抽放泵）将上隅角积聚的瓦斯抽出（进入抽放瓦斯主管路或排入矿井总回风）。该方法在我矿15123工作面得到了应用。

2.3.5.1 、埋设抽放管路法

利用15123回风巷内架设的瓦斯抽放管路，向上隅角采空区方向铺设直径100的聚乙烯管，利用瓦斯抽放管道内的负压，对上隅角瓦斯进行抽放。

2.3.5.2 、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，进行抽放。

该两种方法经过实际应用发现，我矿瓦斯抽放系统为高负压、低流量，移动式瓦斯抽放泵能力大，因此该方法使用效果明显。

2.3.6 、充填置换法。

该方法是用不燃性固体物质（一般为河砂或黄土）对上隅角的空隙进行充填，使瓦斯没有积聚的空间。该方法工程量较大，大量河砂或黄土运输不易。我矿附近不易寻找此类材料，因此该方法未在我矿得到应用。

2.3.7 、局部通风机排除法。

该方法是选择合适的位置安设局部通风机，其风筒口接至上隅角，利用局部通风机的风量，稀释和排出积聚的瓦斯。该方法又可分为以下两种。

2.3.7.1 、均压调节稀释法。

即使用压入式局部通风机，压入风量稀释瓦斯，同时平衡工作面与采空区的压差，抑制采空区的瓦斯向工作面涌出。我矿在15122工作面未使用尾巷排放瓦斯之前，曾在15122工作面架间及南翼回风上山1760段安设了两台局部通风机，压入风流，稀释上隅角瓦斯，但效果并不理想，该方法治标不治本。

2.3.7.2 、抽出式风机法

即使用抽出式局部通风机，将上隅角积聚的瓦斯抽出。我矿在15123回风巷架设了抽出式风机，接负压风筒至上隅角，通过抽出式风机的不断运转，既抽出了上隅角积聚的瓦斯，又加大了通过上隅角区域的风量，稀释了瓦斯。经实践证明，该方法除维护困难（风筒）外，对治理上隅角瓦斯有直接的作用，效果明显。（我矿15123回风巷抽出式风机一旦停转，上隅角瓦斯必然超限）

重庆煤炭科学研究院研究制造的上隅角瓦斯综合治理系统就是基于此法，但它配备了风量调节装置，近、远程控制等技术。

2.3.8 、增大风量法

即增大对工作面的供给风量，以加大风排瓦斯的能力。该方法在我矿15122工作面回采过程中得到尝试，但当工作面风量配给到2000 m3/min时，上隅角瓦斯问题并未得到解决，因此该方法仅在一定限度内起一定作用。

2.3.9 、调整通风方式法。

根据煤层赋存条件、瓦斯来源及大小，可通过调整或选择合适的通风方式来达到预防和排出上隅角局部瓦斯积聚的目的。该方法对现有工作面意义不大，但采掘布置时可参考该方法。

3 、彻底解决瓦斯问题。

就目前科技水平而言，若要从根本上治理瓦斯，主要是进行瓦斯抽放。以我矿15123工作面为例，经过6个月时间的抽放，回风流中瓦斯浓度下降了0.4%左右。

4 、结束语。

随着科学技术的不断发展，采煤技术及瓦斯治理手段也必将随之发展，通过科技的进步，管理理念的提升，必将在未来把瓦斯问题的危害降到最低。

5 、参考文献。

王省身，《矿井灾害防治理论与技术》，中国矿业大学出版社， 1986.11

运宝珍、刘洪，《瓦斯灾害防治技术》，煤炭工业出版社， 2007.9

蔡永乐、胡创义，《矿井通风与安全》，化学工业出版社，2007.8

张国枢，《通风安全学》，中国矿业大学出版社，2007.1

李学诚、王省身，《中国煤矿通风安全工程图集》，中国矿业大学出版社，1995.12