摘要我國絕大部分採煤工作面均採用「u」型通風方式，其上隅角是採空區瓦斯的集中湧出區域。本文通過對綜採工作面上隅角瓦斯**和瓦斯超限原因的分析，探索出一套「兩進一回」治理上隅角瓦斯的通風方式。該方式能有效提高區域性積聚區域內瓦斯擴散強度，並能加強巷道中風流的瓦斯運移，治理上隅角瓦斯簡單易行、穩定可靠，有較好的推廣應用價值。
關鍵詞上隅角瓦斯治理 「兩進一回」
1、礦井概況
長平公司王台井區現採ⅸ號煤、xv號煤，礦井生產能力為210萬噸/年，礦井布置有乙個綜採工作面，綜採工作面年生產能力為120萬噸，王台井區開採的ⅸ號煤為中厚煤層，煤層賦存穩定，瓦斯含量低，據2023年礦井瓦斯等級鑑定，全礦井瓦斯絕對湧出量為17.00m3／min，相對瓦斯湧出量為6.11m3／t，二氧化碳絕對湧出量為13.
07m3／min，相對二氧化碳湧出量為4.70m3／t。礦井採用**並列式抽出式通風方式，礦井風量6600ｍ3/min。
2、綜採工作面瓦斯治理現狀
2.1、瓦斯治理方案及主要問題
2023年2月，王台井區ⅸ3302綜採工作面上隅角發生六次瓦斯超限事故，瓦斯濃度最大達4%。該綜採工作面的瓦斯治理方法及主要存在問題為：
2.1.1、採用在綜採工作面上隅角設定壓入式小風機，吹散上隅角瓦斯；
2.1.2、在綜採工作面上隅角安裝大功率抽風機配合螺旋管風筒抽排上隅角瓦斯。
以上兩種方法雖然在生產過程中有一定的治理效果，但是，一旦發生停電現象就會立即發生上隅角瓦斯超限。而且，由於利用抽風機抽排上隅角的瓦斯風筒只能伸進切頂線以里200－300mm，而王台ⅸ號煤的推進速度快，頂板不能隨時冒落。在機尾處經常留有較大面積的懸頂，造成空間瓦斯積聚，當懸頂冒落後空間的瓦斯被吹出，就會造成上隅角的瓦斯超限。
備註：由於以上兩種方法均存在安全隱患，現已經禁止使用。
2.1.3、在回風巷設調節風門採用增壓辦法抑制採空區瓦斯湧出。
該方法的缺點是：必須經常調整風量，掌握風壓情況，而且由於瓦斯湧出的不規律性，這種方法也很難堅持使用。
ⅸ3302綜採工作面回採階段經常性地發生瓦斯超限斷電，為了控制上隅角瓦斯濃度，只能採用放慢割煤速度的辦法，這嚴重影響了礦井正常的生產計畫，當此工作面回採結束後，長平公司決定在接替工作面ⅸ3303試驗「兩進一回」通風系統。
2.2、試驗工作面基本引數
ⅸ3303綜採面是王台井區九三盤區乙個綜採工作面，該工作面西部是ⅸ3302綜採工作面採空區，東部是ⅸ3304綜採工作面，上部為ⅲ號煤採空區，工作面走向長度480公尺，傾斜長度180公尺，煤層厚度1.34－1.84公尺，均厚1.
66公尺。回採工藝為一次採全高，頂板管理為走向長壁全部跨落式管理頂板。進風巷為梯形金屬棚支護，巷道上淨寬3.
2公尺，下淨寬4.01公尺，淨高2.2公尺，淨斷面積為7.
93m2，兼作出煤順槽；回風巷也為梯形金屬棚支護，巷道上淨寬2.4公尺，下淨寬3.2公尺，淨高2.
3公尺，淨斷面積為6.44m2，兼作運料順槽;工作面使用zz3600－13/25型支撐掩護式支架支護頂板。
3、上隅角瓦斯**分析
王台井區綜採工作面上隅角瓦斯湧出**主要為本煤層（包括工作面丟煤及煤壁），臨近層，上覆採空區高濃度瓦斯三種**，現就三種**分析如下：
3.1本煤層（工作面丟煤）瓦斯湧出量
王台井區現開採的煤層為ⅸ號煤，由於該煤層均厚只有1.66公尺，工作面採用一次採全高的方式進行**，工作面回採率達97%，採空區丟煤很少，按日產量4000噸計每天丟在採空區的煤只有123噸，如果日丟煤所含瓦斯全部解吸，其含量為123×6.11＝752ｍ3，其對工作面回風流（配風750 m3/min），瓦斯的湧出量為752÷24÷60＝0.
52 m3/min，0.52÷750×100%＝0.07%。
3.2綜採工作面割煤時煤壁瓦斯湧出量
經實測綜採工作面機頭處進風流瓦斯濃度一般為0.05%，靠近煤壁及溜子道到機尾處增大到0.3%，其湧出量為0.3%×750＝2.25 m3/min。
3.3臨近層及上覆採空區瓦斯湧出量
ⅸ3303工作面上部50公尺為ⅲ號煤採空區，由於ⅲ號煤全部為分層採，採空區丟煤較多，因此採空區有大量的瓦斯積存，很有可能通過塌陷裂隙湧入工作面，臨近煤岩層所含瓦斯也會通過各種渠道從採空區湧入上隅角，根據王台井區ⅸ號煤綜採工作面回風巷平均瓦斯濃度0.65%反算，其上覆採空區及臨近層的瓦斯造成回風巷瓦斯濃度公升高值為0.65%-0.
3%-0.05%＝0.3%，其湧出量為0.
3%×750＝2.25m3/min。
由此可知，王台井區綜採工作面瓦斯湧出的主要**是煤壁落煤及上覆採空區（包括臨近層），造成王台綜採工作面上隅角瓦斯超限主要是上覆ⅲ號煤採空區的瓦斯大量的從採空區湧入上隅角，加之上隅角風量不足，使上隅角瓦斯發生了超限現象，特別是綜採工作面大面積頂板垮滿時更容易發生瓦斯超限現象。
4、上隅角瓦斯超限原因分析
隨著煤層開採進入瓦斯含量較大的深部，回採工作面生產能力的提高及工作面推進速度的加快，必然導致上隅角瓦斯湧出量較大幅度增加。
4.1綜採工作面採空區及臨近層瓦斯湧出量均超過煤壁割煤時瓦斯湧出量，成為工作面瓦斯湧出的主要**，並且集中從上隅角乙個較小的空間湧入工作面，是造成上隅角瓦斯超限的主要原因。
4.2綜採工作面均採用「u」型通風方式，工作面風流不易流到上隅角吹散上隅角瓦斯，在加設大功率抽風機抽排上隅角瓦斯措施後，雖然在正常情況下能滿足治理瓦斯的要求，但一有異常情況很容易造成上隅角瓦斯超限，工作面治理瓦斯措施不盡合理。
4.3綜採工作面推進速度過快，往往造成支架後大面積懸頂，一旦懸頂突然垮塌，必然突然將採空區大量高濃度瓦斯吹出，使大量高濃度的瓦斯在上隅角積聚，也是發生上隅角瓦斯超限的乙個主要原因。
4.4管理上有湊合思想，在以往雖然也有上隅角瓦斯超限現象，但一般不超過2%，且次數也不多，造不成什麼影響，如改變通風方式必然要多打巷道，給不寬裕的手掘銜接造成不可避免的影響，在安全的狀況下，能省則省，能少打巷道就少打巷道，這種思想根深蒂固，也是發生上隅角瓦斯超限的乙個原因。
5、幾種瓦斯治理方案的比較
通風是防治工作面瓦斯的基本手段，適當增加採面的供風量，不僅可以降低其回風流中的瓦斯濃度，而且可以適當降低上隅角的瓦斯濃度。但風量增加過大時，流入採空區的風量也相應增加，勢必將採空區中更多的瓦斯帶出。因此，合理配風，控制管理好採面用風，對處理上隅角區域性瓦斯問題很有必要。
在通風管理上，王台井區曾先後採用了「u」型、「兩進一回」和「三進一回」的通風方式。
5.1「u」型通風方式
「u」型通風方式是由進風巷，工作面和回風巷組成（圖1），這是我們最先也是最常採用的一種通風方式。進入工作面的風量除沿工作面流動外，還有少部分進入採空區，攜帶瓦斯從回風側支架間和上隅角湧出，當煤層瓦斯含量大，頂板週期來壓或大面積垮落時，釋放出的大量瓦斯集中從上隅角湧出，使上隅角瓦斯濃度達到1.5%以上，回風巷瓦斯濃度達到0.
75%以上 ，僅靠加大工作面配風量（為稀釋湧入工作面的瓦斯，號煤綜採工作面風量曾增加至1200m3/min），效果並不明顯，上隅角瓦斯仍時有超限。
5.2、「兩進一回」通風方式
「兩進一回「通風方式是由進風巷1、工作面、進風巷2和回風巷組成，進風巷2與回風巷之間開掘聯絡巷（圖2）。進入工作面的風量，一部分經迴風巷排出，另一部分進入工作面採空區，攜帶採空區瓦斯，經聯絡横川進入回風巷（一般利用下乙個綜採工作面的順槽巷作為回風巷）。回風巷排瓦斯效果主要取決於進入回風巷的風流是否暢通及聯絡横川的間距問題。
經過反覆試驗，聯絡横川間距控制在50~80m，回風巷處理上隅角瓦斯效果較好。同時為保證回風巷風流暢通，使工作面湧出的瓦斯向採空區方向流動，我們採取在回風巷支架後頂板下打木垛的方式，加強上隅角處巷道支護強度，保證了風路暢通。當工作面煤壁推過聯絡横川超過60m後，要及時封閉多餘的横川（這些横川作用已減小或失去），僅留1~2個聯絡横川作為風流通道，減少採空區漏風，從而避免了回風巷回風瓦斯超限。
同時，為減少通風設施建築量和回採過程中的管理難度，聯絡横川與回風巷不預先全部掘出，而是隨工作面超前施工1~2個。實踐證明，採用「兩進一回」通風方式，充分發揮了風流稀釋瓦斯的作用，上隅角瓦斯基本不超限，不僅改善了安全生產環境而且能最大限度的實現「高產高效」目標。
5.3、「三進一回」通風方式
「三進一回」的通風方式即本工作面進、回風巷和鄰近下乙個已掘工作面進風順槽進風，而鄰近下乙個工作面的切眼和回風巷作為回風通道（圖3）。本工作面進、回風巷的新鮮風均經過工作面上隅角和聯絡横川到鄰近工作面進風巷，而鄰近工作面進風巷的新鮮風流亦可稀釋從工作面採空區湧出的瓦斯，從而保證工作面上隅角及回風巷入口處瓦斯均不超限。
6、試驗效果
ⅸ3303綜採工作面自接替ⅸ3302綜採工作面開始連續回採以來，分別使用了「兩進一回」和「三進一回」兩套通風系統來治理上隅角瓦斯，試驗效果見下表：
表：「ｕ」型、「兩進一回」與「三進一回」通風治理瓦斯效果引數對照表
通過上述三種方案的具體比較說明，利用「兩進一回」或「三進一回」通風方式對綜採工作面進行瓦斯治理，其效果遠遠高於傳統「u」型通風方式，但相對來說，「三進一回」通風方式所需總風量較大，需要合理分配各進風巷風量，使其不僅要能滿足及時稀釋工作面落煤及煤壁湧出瓦斯，而且能夠達到分流上隅角瓦斯防止採空區瓦斯從上隅角湧出，減少上隅角瓦斯積聚超限的可能性。因此，該通風方式現場管理難度較大，隨著工作面推進而引起的巷道風阻變化亦會引起巷道風流紊亂或逆轉，較「兩進一回」通風方式穩定性差，且由於工作面配風量相對減少，對工作面粉塵治理不利。為進一步優化工作面瓦斯、粉塵綜合治理，最終確定了採用「兩進一回」治理綜採工作面上隅角瓦斯的方案。
7、結束語
7.1在採用「兩進一回」治理綜採工作面上隅角瓦斯時，第一要加強對通風横川巷道支護的檢查和維護，用來支護的木垛要堅固牢靠，確保回風風流的暢通；第二，由於頂板壓力大造成每推進5公尺打一木垛很難維護時，應加強巷道支護，將原來的每隔5公尺打一木垛改為每隔3公尺甚至更小的距離打一木垛，同時回風斷面巷道嚴禁退錨，確保工作面斷面的同時，保證了工作面風量穩定可靠；第三，要加強工作面測風，合理調整工作面配風量，確保工作面風速符合規定；第四，加強監測監控，並設專職瓦斯檢查工頂崗檢查瓦斯和檢查維護通風設施，確保瓦斯得到有效治理。
綜採工作面上隅角瓦斯防治
採面上隅角的風流狀態是瓦斯超限的重要原因採面上隅角靠近煤壁和採空區側，風流速度很低，區域性處於渦流狀態。這種渦流使採空區湧出的瓦斯難以進入到主風流中，從而使高濃度瓦斯在上隅角附近迴圈運動而聚集在渦流區中，形成了上隅角的瓦斯超限。若工作面上隅角出現滯後回柱，除上隅角存在的渦流區外，在靠近切頂排處會出現...
瓦斯形成及採煤工作面上隅角瓦斯治理
瓦斯治理 摘要 採煤工作面上隅角容易發生瓦斯積聚或瞬間瓦斯超限，嚴重影響礦井的安全生產。通過對採煤工作面回風流瓦斯組成分析和上隅角瓦斯積聚成因的歸納，提出了綜合治理上隅角瓦斯的方法。試驗表明，採用瓦斯抽放 風障導風 均衡生產 合理配風等綜合治理措施治理上隅角瓦斯超限，其效果顯著。關鍵詞 上隅角 瓦斯...
採煤工作面上隅角瓦斯專項治理措施
由於採煤工作面採用 u 型通風方式，進入工作面的風流分為兩部分，一部分沿工作面流動 另一部分進入採空區，在採空區內部沿一定的流線的方向流動，在工作面的後半部分，進入採空區的風流逐漸返回工作面。若工作面後方與鄰近煤層採空區或同一煤層未隔離的巷道相通，即採空區有漏風通道，則此風流會匯入工作面漏入採空區的...