淺談采面上隅角瓦斯超限事故的安全防治

于闖開

摘 要：在眾多煤礦事故中，瓦斯爆炸造成的危害最大，從每年的事故統(tǒng)計來看，絕大多數(shù)特大事故都是由于瓦斯爆炸引起的。預(yù)防、控制瓦斯事故，是實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。而采面上隅角作為工作面采空區(qū)的漏風(fēng)處，更易造成瓦斯積聚，對采煤工作面的安全生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅，綜合分析了采面上隅角瓦斯超限的主要原因，并提出了防治方法。

關(guān)鍵詞：上隅角；瓦斯超限；安全防治

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.097

1 采面上隅角瓦斯超限事故發(fā)生的原因、規(guī)律和因素

1.1 采煤工作面的通風(fēng)方式

采煤工作面通常采用U型通風(fēng)方式，在這種通風(fēng)方式下，進(jìn)入工作面的風(fēng)流分為兩部分，一部分沿工作面流動；另一部分進(jìn)入采空區(qū)，在采空區(qū)內(nèi)部沿一定的流線的方向流動，在工作面的后半部分，進(jìn)入采空區(qū)的風(fēng)流逐漸返回工作面。若工作面后方與鄰近煤層采空區(qū)或同一煤層未隔離的巷道相通，即采空區(qū)有漏風(fēng)通道，則此風(fēng)流會匯入工作面漏入采空區(qū)的風(fēng)流中而流向工作面。沿工作面推進(jìn)方向，從工作面向采空區(qū)深部剖面看，采空區(qū)瓦斯呈現(xiàn)為一個拋物線狀，從進(jìn)風(fēng)巷向回風(fēng)巷剖面看在上隅角處最大。

隨著采煤工作面逐漸推進(jìn)，新鮮煤壁不斷暴露，在礦山壓力的作用下使前方煤體處于卸壓帶，煤層的透氣性隨之增大，瓦斯涌出量也隨著增加，同時采落下來的煤炭中不斷釋放瓦斯，導(dǎo)致工作面回采空間內(nèi)瓦斯涌出量增加，同時瓦斯的密度相對于空氣較輕，有利于煤層中涌出的瓦斯向采煤工作面上隅角積聚。

1.2 上隅角的風(fēng)流狀態(tài)是瓦斯超限事故的主要原因

采面上隅角靠近煤壁和采空區(qū)側(cè)，風(fēng)流以90度角度突然調(diào)向，風(fēng)流速度很低，局部處于渦流狀態(tài)。這種渦流使采空區(qū)涌出的瓦斯難以進(jìn)入到主風(fēng)流中，從而使高濃度瓦斯在上隅角附近循環(huán)運(yùn)動而聚集在渦流區(qū)中，形成了上隅角的瓦斯超限。若工作面上隅角回柱滯后，除上隅角存在的渦流區(qū)外，在靠近切頂排處會出現(xiàn)微風(fēng)區(qū)，采空區(qū)漏出的瓦斯在此處積聚，更容易形成上隅角的瓦斯超限。

1.3 影響上隅角瓦斯涌出因素

采面上隅角瓦斯涌出量的大小是自然因素、開采條件和通風(fēng)等綜合因素的結(jié)果，采煤工作面瓦斯的主要來源臨近煤層和采空區(qū)，其次時回采過程中暴露的煤壁，因此主要分析一下因素對上隅角瓦斯涌出量的影響。

（1）煤層和圍巖瓦斯含量是一下上隅角的決定性因素，煤層中瓦斯含量越高，瓦斯的涌出量就越大，瓦斯的涌出速度也隨之增加。

（2）煤層的開采深度的增加相對于瓦斯涌出量也隨之增高，臨近煤層與圍巖中所涌出的瓦斯量比開采煤層增加的要快，易造成上隅角瓦斯積聚。

（3）風(fēng)流方向?；夭晒ぷ髅娲蠖嗖捎蒙闲惺酵L(fēng)方式，風(fēng)流從進(jìn)風(fēng)側(cè)流向回風(fēng)側(cè)時，風(fēng)流方向先向里，后轉(zhuǎn)向，最后向外流出，瓦斯呈現(xiàn)向回風(fēng)側(cè)流動的趨勢，瓦斯?jié)舛仍龈?，同時工作面進(jìn)風(fēng)瓦斯?jié)舛容^小，回風(fēng)側(cè)瓦斯?jié)舛容^大，這是由于回風(fēng)側(cè)瓦斯?jié)舛鹊脑黾觼碜圆煽諈^(qū)瓦斯的流入，瓦斯運(yùn)動到頂板和采空區(qū)的上部，將瓦斯導(dǎo)入工作面上隅角，造成瓦斯升高。

2 上隅角瓦斯超限事故的防治方法

2.1 煤層注水

回采過程中瓦斯易從煤壁及采落下地煤炭中釋放瓦斯，加強(qiáng)煤層注水，使煤體保持濕潤，是降低瓦斯涌出量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。

2.2 調(diào)整施工工序

采用“兩采一放”作業(yè)循環(huán)，及兩班采煤，一班放頂煤。工序徹底分離，獨(dú)立作業(yè)，這樣即避免瓦斯集中涌出，也保證了工作面正常作業(yè)。具體工序如下：割煤→推移前部刮板運(yùn)輸機(jī)→移架（拉移后部刮板運(yùn)輸機(jī)）→割煤→推移前部刮板運(yùn)輸機(jī)→移架（拉移后部刮板運(yùn)輸機(jī)）→放頂煤。作業(yè)中嚴(yán)禁任何兩個工序同時作業(yè)，避免工作面瓦斯集中涌出導(dǎo)致上隅角瓦斯高。

2.3 深孔泄壓鉆孔，降低煤層中瓦斯含量

降低煤層中瓦斯含量主要有采取本煤層瓦斯抽放、鄰近煤層瓦斯抽放和頂、底板抽放巷卸壓強(qiáng)化抽放等措施。經(jīng)抽放后，煤層的瓦斯含量下降，回采期間瓦斯涌出量減少，上隅角的瓦斯相應(yīng)減少。

2.4 稀釋上隅角瓦斯?jié)舛?/p>

稀釋上隅角瓦斯?jié)舛仁菍⑿迈r風(fēng)流引入到采煤工作面上隅角，把瓦斯稀釋帶走。采用此種方法時根據(jù)瓦斯涌出量大小、巷道布置、通風(fēng)方式等情況決定，當(dāng)工作面上隅角瓦斯?jié)舛群屯咚狗e聚速度較大時，可在工作面老塘側(cè)設(shè)置風(fēng)障，增大通過上隅角的風(fēng)量，改變上隅角瓦斯渦流狀態(tài)，降低瓦斯?jié)舛?，排除上隅角瓦斯積聚，防止瓦斯超限。

2.5 上隅角瓦斯抽放

上隅角埋管抽放。由于上隅角容易產(chǎn)生瓦斯積聚造成瓦斯超限，因此在靠近上隅角的三角區(qū)采用煤袋垛實(shí)，并用黃泥將存在的縫隙封實(shí)，利于抽放瓦斯，然后采用軟膠管插入上隅角并與大管徑抽放管路連接，保證抽放效果。

2.6 改變采面通風(fēng)方式，消除上隅角瓦斯

改變工作面的通風(fēng)方式，如采用“Y”、“Z”或“W”型通風(fēng)，工作面留尾巷，下行通風(fēng)（但需符合《煤礦安全規(guī)程》的規(guī)定）。這些方法一般適用于采面瓦斯絕對涌出量在5 m3/min以下，效果比較好。

2.7 設(shè)置采面上隅角擋風(fēng)簾

當(dāng)采煤工作面上隅角出現(xiàn)瓦斯超限時，在靠近采煤工作面上隅角處掛一擋風(fēng)簾，使之將工作面的風(fēng)流一分為二，利用風(fēng)簾引導(dǎo)較多的風(fēng)流流經(jīng)上隅角，以稀釋高濃度瓦斯。

2.8 增大回采工作面風(fēng)量

工作面風(fēng)流對上隅角渦流區(qū)積聚瓦斯的驅(qū)散，主要靠工作面風(fēng)流與上隅角瓦斯積聚區(qū)間的空氣的對流和主風(fēng)流的擴(kuò)散作用。

2.9 專人看管瓦斯傳感器

采煤隊(duì)?wèi)?yīng)安排專人監(jiān)管回風(fēng)巷中的瓦斯傳感器，如果瓦斯?jié)舛容^高時，立即打信號停止工作，當(dāng)瓦斯?jié)舛日：?，再繼續(xù)生產(chǎn)。

3 結(jié)語

通過總結(jié)上隅角瓦斯超限事故的特點(diǎn)，發(fā)掘事故的規(guī)律，認(rèn)真的分析事故的原因，及時做好預(yù)防工作，這是預(yù)防上隅角瓦斯超限事故最有效的方式。技術(shù)管理人員經(jīng)常總結(jié)歸納事故的原因、經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)等，可通過觀察和記錄，對上隅角瓦斯超限事故起到預(yù)防的作用。煤礦管理人員應(yīng)不斷地提高安全管理的水平，出現(xiàn)問題時及時采取有效措施遏制瓦斯超限事故的發(fā)生，為礦井的安全生產(chǎn)保駕護(hù)航。

參考文獻(xiàn)：

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