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；瓦斯治理；綜採工作面
一、瓦斯的形成
瓦斯是古代植物在堆積成煤的初期，纖維素和有機質經厭氧菌的作用分解而成。在高溫、高壓的環境中，在成煤的同時，由於物理和化學作用，繼續生成瓦斯。一般分為兩個階段，一是生物化學成氣時期，厭氧微生物分解有機物產生ch4；二是煤化變質作用時期，有機物在高溫、高壓下，揮發份減少固定碳增多，生成氣體主要為ch4和co2。
二、大佛寺礦業公司瓦斯狀況
據《大佛寺井田勘探（精查）地質報告》分析自然瓦斯成分以氮氣、瓦斯為主。設計根據地質報告提供的鑽孔瓦斯含量，對礦井瓦斯湧出量進行了計算，絕對湧出量為150.0m3/min，大於《煤礦安全規程》規定的絕對湧出量為40m3/min。
因此該礦井瓦斯等級按照高瓦斯礦井設計。
三、工作面回風流中的瓦斯**：
1、採煤工作面頂底板裂隙湧出的瓦斯；
2、工作面採落的煤炭及煤層暴露面釋放的瓦斯；
3、風流流經採空區攜帶出的瓦斯。
這３部分瓦斯湧出量佔回風流中總瓦斯量的比例分為：15％～20％；25％一30％；50％～60％。
四、工作面上隅角瓦斯積聚成因
1、在上隅角附近，由於主風流方向的改變和邊界幾何條件的限制，在上隅角處形成渦流區，風流呈渦流形式，採煤工作面上隅角斷面上以及上隅角附近某點從頂板到底板瓦斯濃度呈圖ｌ所示的分布規律。根據圖１對上隅角瓦斯運動規律描述如下：靠近採空區邊界，渦流的時均速度和脈動速度都等於０，但採空區向上隅角漏出大量高濃度瓦斯，瓦斯驅替運動為主要運動形式。
正常通風條件下，採用ｕ型通風回採工作面。在進風巷與回風巷的風流壓差作用下，上隅角作為工作面的漏風交匯處是採空區瓦斯湧出的必經之路，必然造成上隅角瓦斯積聚。另外對於空氣來說，採空區內含瓦斯空氣密度較小，從而產生「瓦斯風壓」的自然上公升力，使採空區內高濃度瓦斯的空氣向上隅角漂移，使上隅角成為採空區高濃度瓦斯集中湧出的地點。
從理論分析和實際觀測得知，在上隅角靠近煤擘和採空區側，風流速度很低，區域性處於渦流狀態（圖２），渦流運動使採空區湧出的大量高濃度瓦斯難以進入主風流，從而造成高濃度瓦斯在上隅角附近做迴圈運動，形成上隅角區域性瓦斯積聚。
2、煤機行至機尾時，對風障的擾動比較大，增大了工作面的通風阻力和向採空區的漏風。上隅角往往處於瓦斯超限狀態。風障法治理上隅角瓦斯取得的效果和應用範圍是有限的。
五、瓦斯治理方法
1、上隅角抽放技術
大佛寺煤礦自開採以來上隅角一直採用抽放的方法來治理瓦斯，尤其是現在40110工作面，工作面走向長達2500公尺，煤層裂隙解吸瓦斯湧出量變大，採用原來治理上隅角瓦斯的方法經常出現上隅角瓦斯超限。為了從根本上治理上隅角瓦斯，在40110採面採取了上隅角抽放技術，在上隅角埋設ｌ趟325pe瓦斯抽放管，一般設在袋子牆的上部盡量伸向頂板冒落三角區以里1-1.5公尺範圍內。
連續對採煤工作面進行上隅角抽放。上隅角抽放管採用隨採隨縮的方法，保證及時對上隅角抽走上隅角瓦斯，縮抽放管距離一般為1—４ ｍ不等，並迴圈使用，有必要的話可以將採前預抽接至上隅角，從而提高上隅角的抽放效果。
2、工作面合理配風
根據採空區瓦斯湧出量佔總瓦斯湧出量60％的特點，對工作面進行合理配風，縮短採空區的漏風帶寬度，以減少採空區瓦斯湧出量，從而降低了回風流和上隅角的瓦斯濃度。經現場測量實踐，綜採綜放工作面配風量700—900m3/min，有時增加到1000m3/min。大佛寺礦業公司41104採面在風量增加到1200m3/min以上時，上隅角瓦斯濃度無明顯降低，效果不明顯。
3、均衡生產
當採煤機從機頭割至機尾時，經實測隨著採煤機的推進，煤層的逐漸揭露，採面瓦斯濃度呈正比增加，從而使上隅角瓦斯有可能超限。因此必須按正規迴圈作業，防止生產過於集中，及時清理工作面浮煤，保證工作面通風斷面，當採煤機走到機尾時盡量放慢速度，禁止移動支架，儘量減少瓦斯湧出量，若在生產過程中發生上隅角瓦斯超限，應立即停止割煤進行處理，直到上隅角瓦斯濃度降到合理範嗣，方可繼續生產，嚴禁為搶進度冒險作業。在支架前梁處確保有效通風斷面，能夠把風流引排到上隅角稀釋瓦斯。
根據在40110採面的使用情況，該辦法的優點是：操作簡單、快捷，當上隅角瓦斯發生積聚時，可起到立竿見影的效果。
4、風障法
上隅角與下隅角設定封堵牆，下隅角擋風牆要緊貼巷道頂部，且比上角超前0.3—0.5ｍ，呈弧形；上隅角風牆上角要緊貼回風巷巷幫，並且比下角超前0.
3—0.5ｍ，呈弧形。且風牆都必須用風障包裹嚴密，提高瓦斯抽採效果。
上下機頭風障吊掛時，一端向巷道拐角不少於3 ｍ，將端頭架完全包裹起來，另一端沿採面傾向緊貼封堵牆向採面吊掛20架。風障與風障搭接處重疊長度不少於200ｍｍ，呈一直線吊掛。機頭**機巷另吊掛3道擋風簾，擋風簾上貼支架，下帖**機巷，儘量減少通向採空區的風量。
另外工作面最後一組端頭架處可以採用斜掛風簾的方法（如圖3），將工作面的新鮮風流盡量引至上隅角，從而進一步稀釋上隅角的瓦斯。
六、結束
1、綜採工作面上隅角瓦斯湧出量大是普遍存在的問題，它不僅威脅著職工的安全，也直接影響著工作面產量和效益。治理上隅角瓦斯積聚超限時，必須首先摸清瓦斯**、瓦斯湧出量和湧出規律，然後確定合適的瓦斯治理方法。
2、當上隅角瓦斯濃度為1％左右時，風障法能夠臨時處理尾部上隅角瓦斯超限問題。但工作面每推進ｌ刀，移１次支架，必須重新打１次風障，不易維護和管理，安全可靠性沒有保障。
3、在工作面風量加大到一定程度，仍不能沖淡上隅角瓦斯時，應當考慮建立瓦斯抽放系統。
4、通過該礦40110採面上隅角瓦斯治理的試驗表明，採用瓦斯抽放、採後洩壓、合理配風、均衡生產與風障法導風法等綜合治理措施相結合，治理上隅角瓦斯的方法效果明顯，能夠很好地解決上隅角瓦斯超限問題。
參考文獻
[1]《大佛寺煤礦地質說明書》 2005
[2]《煤礦安全規程》 2011
[3]《陝西彬長大佛寺礦業公司「一通三防」精細化管理手冊》 2011 2-16
[4]《彬長大佛寺礦業公司通維隊管理制度》 2012
作者簡介：王向陽，陝西西安市臨潼區人，2023年至今從事煤礦「一通三防」管理工作。
採煤工作面上隅角瓦斯管理
一 採煤工作面的通風方式 採煤工作面的通風方法有 u 型 z 型 y 型 w 型 h 型等多種，但我國絕大多數採煤工作面均採用 u 型通風方式。u 型通風條件下的採空區瓦斯流動場的規律 沿工作面推進方向，從工作面向採空區深部剖面看，採空區瓦斯呈現為乙個拋物線狀，從進風巷向回風巷剖面看，採空區瓦斯呈現...
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...
煤與瓦斯突出採煤工作面上隅角瓦斯治理措施
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