淺談綜采工作面上隅角瓦斯治理

劉德強(qiáng)

摘 要：礦井綜合機(jī)械化回采工作面的順利進(jìn)行，對安全生產(chǎn)有著很高的要求，綜采工作面在進(jìn)行過程中，上隅角極易因瓦斯聚集而產(chǎn)生危險，這將對工作的安全和效率帶來了很大的威脅。本文將對綜采工作面進(jìn)行過程當(dāng)中上隅角的瓦斯積聚現(xiàn)象和積聚成因進(jìn)行探討，希望能夠通過合理的分析，找到解決上隅角瓦斯積聚問題的有效方法，從而確保綜采工作面的安全進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；上隅角；瓦斯積聚；治理

隨著近年來科學(xué)技術(shù)和先進(jìn)機(jī)械設(shè)備的不斷發(fā)展，我國對煤炭礦井開采工作也越來越深入，礦井綜合機(jī)械化回采工作面的工作強(qiáng)度也不斷加大。而這些工作的深入進(jìn)行，也導(dǎo)致了煤炭礦井的采空區(qū)越來越大，因此常常造成工作面上隅角的瓦斯由于漏風(fēng)而大量積聚。傳統(tǒng)工程結(jié)構(gòu)的通風(fēng)系統(tǒng)，并不能減少瓦斯的積聚，因而，必須引入新的工程結(jié)構(gòu)和新的技術(shù)手段。以避免因瓦斯積聚而引起的采集工作效率降低，甚至對煤礦工作人員的生命安全帶來威脅。

1 引起綜采工作面上隅角瓦斯積聚的原因

1.1 風(fēng)流

風(fēng)流是造成綜采工作面瓦斯異常積聚的一個重要原因。采煤工作面對的通風(fēng)方法有U型、Z型、Y型、W型等多種。我國通常采用的是U型的方式。U型工作面中，采空區(qū)瓦斯?jié)舛仍谏嫌缃翘幾畲?。從風(fēng)流方面來看，由于綜采工作面上隅角風(fēng)的流速較小，有時會形成風(fēng)渦流。而由于風(fēng)渦流的存在，綜采面上隅角的風(fēng)流受到影響，無法正常工作，對應(yīng)及時處理的瓦斯不能合理處理，是瓦斯留在工作面上，而風(fēng)渦流又經(jīng)常把瓦斯帶入到綜采工作面的上隅角部分，時間一長，就造成了上隅角部分的瓦斯大量積聚。若工作面上隅角出現(xiàn)滯后回柱，切頂排面上也可能會形成瓦斯積聚，就更容易形成因瓦斯積聚量過大而導(dǎo)致的危險。

1.2 壓力差

綜采工作面上隅角兩面的壓力差，也是造成瓦斯的積聚的一個重要原因。巷道風(fēng)流中，存在這靜壓、位壓和動壓，三種壓力的總和，叫做全壓。全壓差將決定巷道中風(fēng)的流速和流向。上隅角兩面的位壓和靜壓相同，風(fēng)速的差別將導(dǎo)致采煤工作面上隅角處出現(xiàn)風(fēng)流速減慢，而上隅角兩面的風(fēng)速差降低，風(fēng)流就會出現(xiàn)紊流，進(jìn)而出現(xiàn)嚴(yán)重的耗能現(xiàn)象。

1.3 漏風(fēng)

礦井井下通風(fēng)設(shè)施不嚴(yán)密、礦井采空區(qū)沒有及時封閉或巷道煤柱被破壞等，都會導(dǎo)致采空區(qū)漏風(fēng)。采空區(qū)漏風(fēng)，將會引起瓦斯過量涌出，形成瓦斯積聚及瓦斯?jié)舛仍龈摺２煽諈^(qū)的瓦斯順著風(fēng)向，流向上隅角，又會加大上隅角瓦斯的濃度，進(jìn)而是瓦斯超限度聚集。

2 對上隅角瓦斯超限聚集的治理

2.1 安裝擋風(fēng)屏障

由之前的分析可知，上隅角風(fēng)流和采空區(qū)的風(fēng)量，是引起上隅角瓦斯積聚的重要原因。如果能夠合理的安裝擋風(fēng)屏障，就會在一定程度上解決這個問題。上隅角處安裝擋風(fēng)屏障，能夠盡可能減小綜采工作面上隅角的風(fēng)流問題，避免因風(fēng)流狀態(tài)異常而導(dǎo)致的瓦斯積聚。在安裝擋風(fēng)屏障時，應(yīng)確保上隅角處正常的通風(fēng)工作不受影響。擋風(fēng)屏障對材料有較高要求，應(yīng)盡可能選用軟質(zhì)的風(fēng)筒布，屏障的長度不應(yīng)低于11米。與此同時，采空區(qū)的擋風(fēng)工作也不容忽視。在工作面上，可以從工作面的某個出口安裝連接到上隅角的擋風(fēng)屏障，這樣就可以盡量避免采空區(qū)漏風(fēng)，防止因漏風(fēng)而導(dǎo)致的瓦斯積聚。采空區(qū)安裝擋風(fēng)屏障，應(yīng)盡可能做到隔絕多余空氣進(jìn)入采空區(qū)。只有控制好采空區(qū)的進(jìn)風(fēng)量，才能避免采空區(qū)產(chǎn)生大量瓦斯，以減小上隅角的瓦斯?jié)舛取Ｒ虼?，在上隅角和采空區(qū)安裝擋風(fēng)屏障具有一定的可實施性和必要性。

2.2 增大回采工作面風(fēng)量

綜采面上隅角處容易聚集大量的瓦斯，要想有效降低此處瓦斯，就必須實現(xiàn)上隅角瓦斯聚集區(qū)域的風(fēng)流有效流動，也必須加強(qiáng)工作面主風(fēng)流的擴(kuò)散作用。通過多年的現(xiàn)場實踐，可知在綜采面通風(fēng)正常的條件下，僅保證速度一定的風(fēng)流，無法實現(xiàn)該區(qū)域瓦斯?jié)舛鹊挠行Ы档汀Ｈ舨扇≡龃缶C采面風(fēng)量的措施，上隅角處的風(fēng)對流則會變大，但若進(jìn)一步增加風(fēng)量，此處的負(fù)壓就會隨之變大，這使得采空區(qū)的風(fēng)流速度變大，使得采空區(qū)較多的瓦斯涌入工作面。如果采空區(qū)的漏風(fēng)通道較多，漏風(fēng)量會變大。因此，增大綜采面風(fēng)量，不但會增加工作面的瓦斯涌入量，還會造成以下不利影響：影響附近采掘工作面的通風(fēng)情況，造成局部或整體通風(fēng)的不穩(wěn)定；增加工作面中的粉塵濃度，不利于工作人員作業(yè)。

2.3 安設(shè)局部通風(fēng)機(jī)

在綜采面內(nèi)，可采取安裝局部通風(fēng)機(jī)的措施，并通過風(fēng)筒將風(fēng)流引入上隅角處，從而使得上隅角處于正壓區(qū)域，該區(qū)域的瓦斯?jié)舛鹊靡越档?，并達(dá)到規(guī)定濃度，局部通風(fēng)機(jī)必須隨著煤炭的開采不斷前移。這一措施的優(yōu)點主要有：（1）綜采面上隅角區(qū)域的瓦斯可以由風(fēng)筒并通過主風(fēng)流進(jìn)入回風(fēng)巷；（2）使得綜采面上隅角處的風(fēng)量相應(yīng)增加，從而避免此處在較短時間里聚集大量的瓦斯；（3）由于風(fēng)筒具有體積小等優(yōu)點，所以，其無需占用較大的空間，從而不會對工作面正常生產(chǎn)造成影響；（4）若風(fēng)機(jī)正常工作，這一措施具有較高的安全性。

2.4 設(shè)置移動式引射器

在工作面上隅角至回風(fēng)道一段距離內(nèi)設(shè)置移動式引射器，抽排上隅角積存的瓦斯，引射器的風(fēng)壓一般在0.8Mpa-1.0MPa，風(fēng)量最多可達(dá)60m3/min-80m3/min。

2.5 提高尾巷質(zhì)量確保尾巷暢通無阻

工作面尾巷對治理上隅角瓦斯起到了重要作用。但在使用中存在2個問題：（1）為了保證在尾巷內(nèi)不留有可燃材料，掘完尾巷后把木棚全部回掉，造成尾巷內(nèi)局部冒頂，尾巷不暢通，阻礙了巷道的回風(fēng)能力；（2）尾巷連通橫貫沒有掘到位，使得采空區(qū)冒落后不能很好地和尾巷貫通，同樣也阻礙了尾巷的回風(fēng)能力。為此采取了以下措施：（1）用錨桿支護(hù)來代替原有的尾巷支護(hù)方式；（2）規(guī)范橫貫的數(shù)量設(shè)置、送巷長度，橫貫必須送到回風(fēng)巷靠工作面一側(cè)。通過以上這兩條措施，能有效地確保尾巷內(nèi)回風(fēng)不受到外界的阻力，取得了良好的效果，有效地將上隅角的瓦斯?jié)舛冉档偷揭?guī)范允許的范圍內(nèi)。實踐證明，尾巷起了很大的作用。

2.6 安裝瓦斯抽放系統(tǒng)

瓦斯抽放管路的主干管、支管、鉆場管路都必須安裝設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計和控制閥門。單孔連接管是也必須安設(shè)標(biāo)準(zhǔn)孔板流量計，其安設(shè)方法可孔孔安設(shè)，也可用便攜式逐孔測試，既便于測試數(shù)據(jù)，又不會增加管網(wǎng)的阻力。涌水量大的抽放鉆場，管路的低洼、起坡、變徑處及其它易積水的地方要設(shè)置放水器或自動放水器，單孔內(nèi)積水多時建立放水臺帳，并且必須擱專人每兩天放1次水。抽放管路工程施工結(jié)束后，必須進(jìn)行氣密性試驗，并有試驗記錄。工程施工必須經(jīng)過驗收，驗收不合格的要及時處理，直至合格，并提交驗收報告。滿足下列條件之一時，經(jīng)安檢部批準(zhǔn)，鉆孔方可甩掉：鉆孔濃度低于15%；平行或斜交布孔時，鉆孔口在采面前方2～5米之內(nèi)?？茁?lián)網(wǎng)抽放后，每旬觀察一次濃度、負(fù)壓、流量等參數(shù)，數(shù)據(jù)填入鉆孔觀察管理牌，發(fā)現(xiàn)漏氣、積水及時處理。抽放隊要設(shè)專職人員經(jīng)常對瓦斯抽放系統(tǒng)巡回檢查，連接管、支管每日檢查一次，主干管每旬一次，及時放水，堵漏、處理故障，并做好檢查、放水、堵漏和故障處理記錄。

結(jié)束語

綜采工作面的工作，必須保證能夠在安全情況下進(jìn)行。煤礦采集過程中，瓦斯過量積聚，非常有可能會發(fā)生危險。瓦斯帶來的危險并不僅僅是對采集工作，更會嚴(yán)重威脅到工作人員的生命安全。因此，瓦斯積聚的問題不容忽視，相關(guān)技術(shù)部門必須采用最先進(jìn)的手段和做合理的技術(shù)，對瓦斯積聚進(jìn)行治理。綜采面工作進(jìn)行中，必須注意到風(fēng)向、風(fēng)流、采空區(qū)等各種可能存在安全隱患的環(huán)節(jié)，做到對每個細(xì)節(jié)的精確處理，這樣才能保障煤礦安全，使工人放心工作。

參考文獻(xiàn)

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