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微風區，採空區漏出的瓦斯在此處積聚，更容易形成上隅角的瓦斯超限。
採面上隅角處兩面壓差大小是瓦斯超限的一種原因巷道風流中任一斷面都具有靜壓、位壓、動壓，三種壓力之和是全壓，全壓差的大小決定著風流的方向和速度。由於上隅角處兩面的靜壓和位壓是一樣的，風流速度不一樣，採煤工作面的風流到此轉彎，造成上隅角處風流速度變慢，上隅角兩面的風流速度差降低，此處風流速度大大減少，在上隅角處出現無速度差，甚至風流出現紊流。 防治上隅角瓦斯超限的方法針對上隅角瓦斯超限的情況，通常的防治方法有10種，即：
①設定上隅角臨時擋風簾；②增大回採工作面風量；③設定採空區風幛；④採煤工作面安裝區域性通風機；⑤採煤工作面回風巷安設風、水引射器；⑥安設專用抽排風機；⑦高位抽放瓦斯；⑧建立採煤工作面尾排系統；⑨三相泡沫擠上隅角瓦斯；⑩改變通風方式等。現分別進行分析。
1 設定採面上隅角擋風簾當採煤工作面上隅角出現瓦斯超限時，在靠近採煤工作面上隅角處掛一擋風簾，使之將工作面的風流一分為二，利用風簾引導較多的風流流經上隅角，以稀釋高濃度瓦斯。風幛可採用軟質風筒布製作，長度一般不小於10m。 某礦*工作面在生產過程中，出現了上隅角瓦斯異常的現象，ch4濃度達到2％，於是在上隅角附近加設了一道擋風簾。
根據現場觀測發現，採用擋風簾後，上隅角的ch4濃度很快降到1％以下；但是由於擋風簾的存在，使採煤機割煤，上隅角附近支、回柱，上出口行人、運料受到很大的影響，往往出現擋風簾被破壞而失去作用的現象，導致上隅角瓦斯濃度又很快公升高到超限濃度以上。這樣反覆操作的結果，必然使上隅角瓦斯濃度忽高忽低，極不穩定，形成了安全生產的一大隱患。同時，擋風簾的存在，增大了工作面的通風阻力，使工作面的風量降低。
因此，這種方法主要是應用在上隅角瓦斯不大的地點，並且只能作為臨時措施。這種方法實際上就是提高採面上隅角處兩面壓差，解決上隅角處渦流的問題。
2 增大回採工作面風量工作面風流對上隅角渦流區積聚瓦斯的驅散，主要靠工作面風流與上隅角瓦斯積聚區間的空氣的對流和主風流的擴散作用。經過長時間的現場觀察，發現在工作面正常供風的情況下，靠有限速度的風流來驅散上隅角渦流積聚區的高濃度瓦斯是不可能的。工作面採用增大風量的辦法，雖然可使上隅角積聚區風流與工作面主風流的對流作用加大，但是隨著風量的提高，負壓增大，採空區的風流速度加大，使採空區的瓦斯流線延深，加強了風流與採空區內的瓦斯的交換。
若採空區內存在其它漏風通道，則會增大此漏風量。總之，若增大採面風量。會使風流攜帶出的瓦斯量增大，同時，風量過大又有以下缺點：
①造成鄰近採掘工作面的供風量下降，影響礦井通風系統的穩定；②使採面風流中的粉塵濃度增加，惡化工作面的工作環境，增大防塵工作的難度；③工作面風量過大容易使巷道內的風速超過《煤礦安全規程》的規定，影響礦井的質量標準化達標。
3 設定採空區風幛根據採面上隅角瓦斯超限的原因可知，若能減少進入採空區的風量，則可減少採空區的瓦斯湧出量，使上隅角避免出現瓦斯超限。在工作面採空區一側，沿切頂排從工作面一出口到上隅角設定風幛，這樣就可最大限度地減少進入採空區的漏風量。尤其是在工作面出口處，由於風流進入工作面時在此處直射採空區。
所以應保證此區段的風幛封堵嚴密。 可見，這種處理方法可從根本上減少採空區的瓦斯湧出量，但是由於風幛位於採空區邊緣，採空區落下的矸石極易將風幛破壞。造成風幛漏風增大；同時由於風幛隨著工作面向前推進而逐漸前行，所以增大了工人的操作難度和工作量。
因此這種方法受多種條件的制約，使用效果不太理想。只有當回採工作面上隅角積聚瓦斯速度不大(2～3 m3/min)和瓦斯濃度不太高(3％左右)的情況下應用效果才明顯。
4 安設區域性通風機在工作面內，距採煤工作面上隅角10～15m的位置，安裝1臺5.5kw或2×2.2kw的小區域性通風機，用膠質風筒將風引到回風上隅角，在採煤工作面上隅角位置形成正壓區，通過局扇引入新鮮風流稀釋採煤工作面上隅角瓦斯，使該處瓦斯濃度降到規定以下，該區域性通風機隨著工作面的前移而移動。
這種處理方式具有以下優點：①採煤工作面上隅角的瓦斯可盡快地進入風筒內部，排入回風巷；②可增大採煤工作面上隅角的風量，及時沖淡此處的高濃度瓦斯；③由於風筒體積小，占用空間小，可大大地減少工作面施工造成的影響；④在風機正常運轉的情況下，此種方式抽排採煤工作面上隅角瓦斯是乙個安全可靠的治理過程。
5 安設風水引射器當採煤工作面上隅角出現瓦斯超限時，安設一台風水引射器，利用高壓水、風聯合作為動力，也可用高壓水或風分別作為動力，形成一較大的負壓區，工作面的主風流由於壓差的作用會增大流經上隅角的風量，以滿足風機的要求。這樣，上隅角的高濃度瓦斯經流過此處的工作面風流的稀釋後進入風筒內部，排入回風巷。這種方法具有以下優點：
①利用高壓水、風作為動力，風、水引射器本身無機械運動部件，沒有產生火花的隱患；②改變風、水壓即可調整風量；③結構簡單，安裝移動方便。但需要加強管理，防止動力源(水、風)突然停止，造成採煤工作面上隅角瓦斯突然積聚。
6 安設專用抽排風機 (1)脈動通風技術。脈動通風技術是利用風流的紊流擴散係數與風流脈動特性相關的理論，研製的一套技術可靠、經濟合理且實用的脈動風機使用技術。在正常通風風流中疊加脈動風流，從而增加風流的紊流擴散係數，提高風流驅散區域性積聚瓦斯的能力，從根本上解決回採工作面上隅角瓦斯積聚的問題。
(2)gds-1型瓦斯自動排放系統。由煤科總院重慶分院研製的gds-1型瓦斯自動排放系統，由抽出式無火花風機、瓦斯感測器、控制裝置、調節風門、吸風器和若干風筒組成。主要結構如圖2所示。
上隅角瓦斯高濃度瓦斯經吸風器x進入硬質風筒y，雙級感測器檢測調節風門k前後端風筒內的瓦斯濃度，由控制裝置內的微控制器根據瓦斯濃度值來確定調節風門開或關，以及開關角度的大小，從而改變摻入「新風」的風量，使排放瓦斯風筒內瓦斯濃度不超限。 (3)小型液壓風扇。液壓風扇分為監控裝置和執行裝置，監控裝置包括控制處理器和瓦斯感測器，執行裝置包括小型液壓風扇和液壓動力系統。
監控裝置的工作原理，是由放置在工作面上隅角的瓦斯濃度感測器實時檢測瓦斯濃度，並將檢測的瓦斯濃度訊號轉換為模擬電訊號，傳到控制處理器，經過中心處理單元對檢測到的模擬訊號進行處理判斷，發出指令控制繼電器的開啟與閉合，實時控制液壓風扇。當瓦斯濃度超限時，風扇啟動，吹散上隅角積聚的瓦斯；待瓦斯濃度降到安全界限時，風扇即生動停止。 (4)安設壓風風機抽排瓦斯。
本方法具有風、水引射器與瓦斯移動幫浦抽放瓦斯的特點，沿工作面回風巷鋪一趟剛性風筒，風筒吸口在距上隅角0.5m位置，排風口安在風眼內或區城回風巷內，風機安裝在回風巷內，每200～300 m一組，用壓風作為動力。 (5)安設移動式抽放幫浦抽放上隅角瓦斯。
沿工作面回風巷鋪l趟剛性風筒，風筒前面鋪1根抽放花管(採空區內)，抽放花管長度15～20m左右，要求採用低負壓抽放，該管子與回風系統的剛性風筒相連，這樣在隅角處形成乙個負壓區，使隅角處瓦斯向抽放管子流動，最後排到採區回風巷。
7 高位抽放瓦斯 (1)布孔方式。在工作面回風巷內直接布置鑽場，從頂板開孔，往工作面上方裂隙帶打鑽孔，抽放上鄰近層及其附近煤線中的瓦斯。工作面推進方向反向布置鑽孔，鑽場間距15m，每個鑽場打3個鑽孔，利用工作面前方煤體保護鑽孔，工作面回採到位時撤出。
回風巷安抽放瓦斯管，抽採空區的瓦斯，在採煤工作面上隅角處形成乙個負壓區，使採煤工作面上隅角處瓦斯向抽放管流動。 (2)布孔引數。鑽孔設計依據兩個原則，一是鑽孔的終孔層位位於裂隙帶上部界限，二是鑽孔進入卸壓區的層位位於冒落帶頂部、裂隙帶下部界限以上。
根據礦壓理論，煤層開採後其頂底板岩層發生冒落移動，當上覆岩層下沉穩定後，上覆岩層採動裂隙區劃可分為「豎三帶」和「橫三區」，即採動區沿垂直方向由下往上劃分為冒落帶、裂隙帶和彎曲下沉帶；沿工作面推進方向在工作面風巷和機巷區域分為煤壁支撐影響區、離層區和重新壓實區。隨著工作面不斷向前推進，沿工作推進方向上的「橫三區」隨之交替向前移動。 (3)頂板抽放口最佳位置。
法距位於垂直煤層頂板向上8～25m、(10～15m)(位於冒落帶頂部，裂隙帶下部)，平距位於回風巷內錯8～30m(8～17m)。具體礦井，要根據其實際綜合確定。其中鑽孔的終孔位置，可以利用幾何知識，通過計算得到。
8 其他方法 (1)建立採面尾排系統。沿工作面回風巷(採空區)鋪一趟非金屬的管子，可以使用水泥體。該管子與回風系統相連通(不是與採煤工作面的回風巷)，在採煤工作面上隅角處形成乙個負壓區，使採煤工作面上隅角處瓦斯沿管子流向回風流。
(2)三相泡沫擠壓工作面上隅角瓦斯。採用三相泡沫技術，用三相泡沫擠占瓦斯佔據的空間來降低瓦斯濃度，三相即水、灰、氮氣，灰可採用黃泥、煤碳發電的爐渣等材料，水灰比(質量比)1：4：
1。該法具有處理速度快，教果明顯的特點，這是發展的趨事。 (3)改變通風方式。
我國煤礦的通風方式大部分採用上行風，由於採煤工作面湧出的瓦斯比空氣輕，其自然流動的方向和上行風的方向一致，在正常風速(大於0.5～0.8m/s)下，瓦斯可能出現分層狀流動和區域性的瓦斯積存，容易造成瓦斯上隅角積聚，下行風的方向與瓦斯自然流動方向相反，二者易於混合且不易出現瓦斯層狀流動和區域性積存的現象，能防止上隅角瓦斯積聚，但《煤礦安全規程》第一百一十五條規定，有煤(巖)與瓦斯(二氧化碳)突出危險的採煤工作面不得採用下行通風。
所以在運用下行通風時，必須慎重。 經過以上分析，結合現場的實際情況，一旦採面上隅角出現瓦斯超限，立即在採面上隅角掛風簾、安擋風幛；增大工作面的進風量、調高工用面的壓差，檢查與該工作面相關的所有密閉是否漏風，若漏風及時進行封堵。上述方法不能解決問題，要盡快安設專用抽出式風機(風、水引射器)進行抽排。
上述方法都是臨時性急性的措施，治理上隅角瓦斯超限的主要方法應該是：高位抽放，尾排，上隅角瓦斯抽排。其根本方法是開採解放層，提前進行巷道抽排或預抽，使煤層瓦斯含量降到8m3/t以下，其它的方法都具有不可確定性和不穩定性；所以治理上隅角瓦斯應提前考慮、提前施工，早投入，早見效。
綜採工作面上隅角瓦斯積聚成因及其對策
摘要 從瓦斯運動形式，分析上隅角瓦斯積聚的原因，依據上隅角瓦斯 遵循上隅角瓦斯治理原則，選用有針對性的治理措施進行治理，對保障煤礦企業的安全生產和提高企業經濟效益具有重要意義。關鍵詞 上隅角 瓦斯運動 瓦斯積聚 防治措施 引言隨著煤層開採進入瓦斯含量較大的深部，以及工作面生產能力的提高，導致瓦斯湧出...
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...
綜採工作面上隅角瓦斯治理的探索與研究
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...