探究煤礦井下采煤工作面上隅角瓦斯治理裝置

張毅敏（開(kāi)灤集團(tuán)錢家營(yíng)礦業(yè)分公司，河北　唐山　063301）

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探究煤礦井下采煤工作面上隅角瓦斯治理裝置

張毅敏
（開(kāi)灤集團(tuán)錢家營(yíng)礦業(yè)分公司，河北唐山063301）

摘要：煤礦開(kāi)采作為我國(guó)的一大產(chǎn)業(yè)，正在隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展而不斷擴(kuò)展。同時(shí)，煤礦的安全開(kāi)采也成為人們密切關(guān)注的話題。采煤工作面上隅角瓦斯治理是煤礦生產(chǎn)安全管理的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于煤礦的安全生產(chǎn)具有極其重要的實(shí)際意義。本文將結(jié)合煤礦井下采煤工作面上隅角瓦斯治理的需求和治理現(xiàn)狀，分析對(duì)于工作面上隅角瓦斯積聚現(xiàn)象產(chǎn)生影響的各種因素，并從各個(gè)方面對(duì)于上隅角的瓦斯治理裝置展開(kāi)綜合的討論。

關(guān)鍵詞：煤礦；井下開(kāi)采；工作面；瓦斯治理

近年來(lái)，我國(guó)煤炭開(kāi)采事故時(shí)有發(fā)生，引起社會(huì)的廣泛關(guān)注。隨著煤礦產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，煤層開(kāi)采的深度和廣度也在不斷增加，一定程度上使煤層瓦斯含量也在不斷增大。同時(shí)，煤礦回采工作面實(shí)現(xiàn)了采煤機(jī)械化，采煤機(jī)械化促進(jìn)了大量高產(chǎn)高效工作面的產(chǎn)生，使得原來(lái)工作面瓦斯含量不大的礦井，也逐漸增加了瓦斯?jié)舛?，逐漸向隅角瓦斯積聚超限的方向發(fā)展，為煤礦井下開(kāi)采的安全生產(chǎn)帶來(lái)了極大地安全隱患，嚴(yán)重威脅著工作人員的生命安全。瓦斯管理作為煤礦生產(chǎn)企業(yè)安全管理的重要環(huán)節(jié)，亟需引起管理人員的重視，而采煤工作面上隅角瓦斯問(wèn)題作為管理中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，也亟需相關(guān)技術(shù)人員進(jìn)行深入的研究和探索。本文主要對(duì)采煤工作面上隅角瓦斯積聚的發(fā)生原因、防治對(duì)策等問(wèn)題進(jìn)行全面探討，對(duì)于煤炭開(kāi)采過(guò)程中的瓦斯事故的預(yù)防具有重要意義。

一、煤礦井下采煤工作面上隅角瓦斯聚集原因

上隅角是指進(jìn)行煤礦井下開(kāi)采時(shí)，采煤工作面上出口與采空區(qū)相交匯的區(qū)域，隨著礦采深度的不斷加深，瓦斯含量也在不斷增加，回采作業(yè)面的推進(jìn)使采空區(qū)上覆巖層發(fā)生跨落現(xiàn)象。同時(shí)，受到動(dòng)壓差的影響，瓦斯會(huì)發(fā)生高壓區(qū)域向低壓區(qū)域的擴(kuò)散，導(dǎo)致密集的瓦斯向采空區(qū)進(jìn)行大量釋放，同時(shí)瓦斯沿著頂板往上游不斷移動(dòng)，到達(dá)工作面，最終造成上隅角的瓦斯集聚。除此之外，礦采區(qū)的通風(fēng)問(wèn)題也易導(dǎo)致上隅角瓦斯集聚。對(duì)于井下礦采工作，為了礦采的便捷和效率，采煤工作面最常采用的是“U”形的彎道通風(fēng)系統(tǒng)，在正常的通風(fēng)情況下，風(fēng)流沿工作面切線，程U型流動(dòng)趨勢(shì)，其中一小部分向采空區(qū)流動(dòng)。采空區(qū)瓦斯受到風(fēng)流影響產(chǎn)生擴(kuò)散，在工作面上隅角處形成一個(gè)漩渦，由此帶出采空區(qū)深部的瓦斯，漩渦產(chǎn)生的渦流運(yùn)動(dòng)無(wú)法融入主要風(fēng)流中，因此聚集于上隅角，上隅角上便會(huì)呈現(xiàn)瓦斯?jié)舛茸罡叩默F(xiàn)象。且采空區(qū)的風(fēng)量與瓦斯集聚數(shù)量成正比關(guān)系，風(fēng)量越大，瓦斯集聚越多。

二、煤礦井下采煤工作面上隅角瓦斯治理

針對(duì)工作面上隅角瓦斯堆積且濃度過(guò)高的現(xiàn)象，我們不難發(fā)現(xiàn)，造成上隅角瓦斯?jié)舛冗^(guò)高現(xiàn)象的原因主要是采礦區(qū)通風(fēng)性較差導(dǎo)致的空氣流動(dòng)速度緩慢而造成的。接下來(lái)我們針對(duì)上隅角瓦斯問(wèn)題來(lái)對(duì)瓦斯治理對(duì)策進(jìn)行相關(guān)探討。

（一）加強(qiáng)采礦區(qū)通風(fēng)

通風(fēng)性能較差是上隅角瓦斯集聚的主要原因。在加強(qiáng)采礦區(qū)的通風(fēng)方面。首先，我們可以加大采煤工作面的通風(fēng)量。研究表明，工作面上隅角瓦斯?jié)舛扰c工作面的風(fēng)力和風(fēng)量具有一定的聯(lián)系。若將風(fēng)力控制在一定的范圍內(nèi)，變有利于上隅角瓦斯的擴(kuò)散和稀釋，但若風(fēng)力增加到一定的程度，過(guò)猛、過(guò)大的風(fēng)力便會(huì)起到相反的效果，使瓦斯聚集量不斷增多。采空區(qū)的瓦斯是工作面上隅角瓦斯的主要來(lái)源，所以要想實(shí)現(xiàn)瓦斯的盡快排出和稀釋，只有適當(dāng)加大礦采區(qū)的風(fēng)量，使其控制在一定范圍之內(nèi)；其次，可以通過(guò)在上隅角設(shè)置相關(guān)的擋風(fēng)簾，以改變上隅角的兩面壓差，使風(fēng)流的狀態(tài)得到一定的改善，將更多的風(fēng)流引向上隅角，從而加速上隅角的瓦斯稀釋，使瓦斯量不斷減少。這一措施可當(dāng)做臨時(shí)的瓦斯稀釋方式來(lái)實(shí)行；設(shè)置局部通風(fēng)裝置也是一項(xiàng)加強(qiáng)采礦區(qū)通風(fēng)的可行措施。當(dāng)工作面上隅角瓦斯量過(guò)大而導(dǎo)致瓦斯可能涌出時(shí)，可以將一臺(tái)抽出式局部風(fēng)機(jī)安排于工作面上隅角10m～15m處，并使用膠質(zhì)風(fēng)筒實(shí)現(xiàn)風(fēng)流引流，形成正壓區(qū)。這樣一來(lái)，新鮮風(fēng)的局部引入將致使上隅角的高濃度瓦斯盡快吸入風(fēng)筒內(nèi)部，從而實(shí)現(xiàn)瓦斯數(shù)量的減少，達(dá)到稀釋隅角瓦斯?jié)舛鹊哪康摹?/p>

（二）減少瓦斯聚集空間

瓦斯量聚集過(guò)多極易引起瓦斯?jié)舛冗^(guò)高從而爆炸的現(xiàn)象。所以我們可以從瓦斯集聚空間入手來(lái)進(jìn)行解決。首先，我們可以通過(guò)三相泡沫，即水、灰以及氮?dú)獾氖褂茫瑏?lái)擠占瓦斯所在空間，從而占有一部分空間，以降低空間內(nèi)的瓦斯?jié)舛龋涣硗?，還可以利用人工卸載或者是機(jī)械卸載的方式卸掉錨桿托盤，實(shí)現(xiàn)工作面上隅角的強(qiáng)制放頂，以減小瓦斯集聚的空間；向上隅角噴霧灑水也是一項(xiàng)不錯(cuò)的處理方法。灑水可以有效地引射脈動(dòng)風(fēng)流，風(fēng)流的加強(qiáng)也能在一定程度上起到驅(qū)散積聚瓦斯、降低瓦斯?jié)舛鹊淖饔茫辉谙镂步⑼咚古欧畔到y(tǒng)，是一項(xiàng)直接驅(qū)使瓦斯排放的有效措施。這種方法的投入使用主要是依靠風(fēng)排的動(dòng)力來(lái)使瓦斯的流動(dòng)路線以及流動(dòng)取向發(fā)生轉(zhuǎn)變，從而減少上隅角的瓦斯流出量。具體來(lái)說(shuō)，即在回風(fēng)巷的采空區(qū)進(jìn)行瓦斯排放巷尾的設(shè)置，專門開(kāi)出一段來(lái)進(jìn)行瓦斯的排放。還可以充分利用非金屬管道，使其與采礦區(qū)的回風(fēng)系統(tǒng)相連接，使工作面的風(fēng)流一分為二，一部分稀釋開(kāi)采層的瓦斯，另一部分流入采空區(qū)稀釋采空區(qū)的瓦斯。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于采煤工作面上隅角瓦斯治理一定要找準(zhǔn)瓦斯集聚的原因，對(duì)癥下藥。對(duì)于上隅角瓦斯的治理工作的關(guān)鍵還在于加強(qiáng)工作面上隅角的通風(fēng)設(shè)置，加大通風(fēng)量稀釋瓦斯，同時(shí)建立管道來(lái)進(jìn)行瓦斯的排放，是工作面上隅角的瓦斯數(shù)量控制在安全范圍之內(nèi)。在實(shí)際操作中，只有依據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行治理工作的具體設(shè)置，應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)采礦區(qū)的施工安全管理，提前預(yù)防安全事故，加強(qiáng)瓦斯控制，才能在最大程度上控制上隅角的瓦斯量，保證礦采安全。

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