采煤工作面隅角瓦斯治理技術(shù)研究

摘要：隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國人們生活水平有了顯著提升，對資源的需求不斷增加，推動了采煤行業(yè)的迅速發(fā)展。近些年，我國的煤礦瓦斯安全事件頻發(fā)，隨著逐年增大的礦井產(chǎn)量，瓦斯絕對涌出量也大幅提升，工作面隅角區(qū)域通風(fēng)性差，溫濕度較高，采空區(qū)和采面釋放的瓦斯容易聚集到此處，區(qū)域內(nèi)瓦斯?jié)舛雀?，因此是工作面防治瓦斯的關(guān)鍵點。本文對采煤工作面上隅角瓦斯治理進(jìn)行進(jìn)行研究，提出治理隅角瓦斯治理措施。

關(guān)鍵詞：采煤行業(yè);隅角瓦斯;采煤工作面;瓦斯治理技術(shù);治理措施

現(xiàn)階段，煤礦不斷擴大開采范圍、加深開采深度，企業(yè)逐漸將生產(chǎn)重心轉(zhuǎn)向深部煤層，因此增大了煤層瓦斯的賦存量，絕對和相對瓦斯涌出量也逐步上升。礦井治理瓦斯主要利用通風(fēng)稀釋法、抽放后通風(fēng)稀釋法和水噴霧后通風(fēng)稀釋法解決。分析煤礦工作面及瓦斯超限實際情況和特點，回采時隨著工作面的前進(jìn)，采動壓力會影響采空區(qū)上覆巖層垮落、臨近層、圍巖和煤柱，采空區(qū)會涌入大量的瓦斯，導(dǎo)致隅角內(nèi)瓦斯?jié)舛瘸^限制【1】。作為采煤工作面采空區(qū)的漏風(fēng)交匯點，隅角容易聚集瓦斯，如果不能有效處理，會存在較大的安全風(fēng)險，因此采煤工作中隅角瓦斯治理是極為重要的。

一、采煤工作面隅角瓦斯積聚的主要原因

分析井下現(xiàn)場和其他綜合情況，采煤工作面隅角位于采空區(qū)和煤壁一側(cè)，因此風(fēng)速較低，此處區(qū)域形成渦流狀態(tài)，因此導(dǎo)致采空區(qū)的瓦斯不容易融入主風(fēng)流中，因此會在隅角形成渦流區(qū)，這種情況下容易導(dǎo)致采煤面中的隅角瓦斯?jié)舛瘸^限制。煤礦回采時大多使用U形或是Y形通風(fēng)形式，進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷存在風(fēng)流壓差，在此作用下，位于工作面漏風(fēng)交匯處的隅角是采空區(qū)瓦斯涌出必經(jīng)的通道，因此容易導(dǎo)致瓦斯積聚。另外，從相對空氣層面來看，采空區(qū)中空氣因為含有瓦斯因此密度小，從而導(dǎo)致隅角成為涌出高濃度瓦斯的主要地點。結(jié)合理論和實際進(jìn)行分析，隅角貼近采空區(qū)和媒壁一端，風(fēng)流速度緩慢，局部呈現(xiàn)渦流狀，導(dǎo)致采空區(qū)的瓦斯不容易納入到主風(fēng)流中，因此高濃度的瓦斯會在隅角周圍進(jìn)行循環(huán)，導(dǎo)致瓦斯會積聚在采煤工作面的隅角局部部位。如果工作面上出現(xiàn)滯后回柱、沒有及時拆卸鐵器等情況，除了存在渦流區(qū)域外，頂線附近還會存在微風(fēng)區(qū)域，此處容易積聚采空區(qū)泄露的瓦斯，這也是隅角瓦斯超限容易發(fā)生的主要因素。

二、采煤工作面隅角瓦斯處理有效措施

（一）安置臨時風(fēng)幛

利用臨時風(fēng)幛，能夠?qū)τ缃菧u流狀態(tài)進(jìn)行有效改善，從而大大降低瓦斯?jié)舛?，能夠使隅角風(fēng)流路線發(fā)生改變，讓隅角內(nèi)進(jìn)入新鮮的風(fēng)流，從而改變原有的渦流狀態(tài)，能夠?qū)⑼咚箾_淡并稀釋，避免隅角中出現(xiàn)過高濃度的瓦斯。礦用風(fēng)幛一般為軟質(zhì)的筒布，會根據(jù)實際情況選擇風(fēng)筒的長度和寬度，通常長度超過10米。從實際應(yīng)用情況來看，使用風(fēng)幛后，隅角中的瓦斯?jié)舛蕊@著下降，但是現(xiàn)場存在風(fēng)幛，回采工作較為不便利，會影響隅角處進(jìn)行人員行走、運輸物料、采煤、打柱或是翻柱等活動，因此風(fēng)幛的風(fēng)筒布特別容易被破壞，從而隅角的瓦斯會再次上高，導(dǎo)致隅角出的瓦斯?jié)舛瘸^標(biāo)準(zhǔn)。這種忽高忽低的情況會給安全施工帶來很大的影響，同時也會稻城工作面通風(fēng)阻力增加，會降低工作面風(fēng)量，導(dǎo)致風(fēng)速變慢，引起工作面溫度提升，瓦斯會表現(xiàn)為上升趨勢，因此這種方法效果并不理想【2】。

（二）調(diào)整風(fēng)量

如果工作面風(fēng)量變大，就會導(dǎo)致隅角內(nèi)工作面的主風(fēng)流和聚集區(qū)的風(fēng)流對流情況加劇，隨著風(fēng)量的增加，會導(dǎo)致負(fù)壓增大，采空區(qū)內(nèi)風(fēng)流速度會加快，因此采空區(qū)內(nèi)瓦斯和風(fēng)流交換會增強，即便降低了隅角瓦斯?jié)舛龋秋L(fēng)量太大會對正常的采煤工作造成影響。同時還會對井下的同分系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成影響，還會使采掘其他工作面的風(fēng)量降低。同時風(fēng)量過大會導(dǎo)致工作面中煤塵揚起，工作環(huán)境質(zhì)量降低，會對施工人員造成一定影響。必須確保風(fēng)速符合行業(yè)規(guī)定要求標(biāo)準(zhǔn)。

（三）采用瓦斯尾排巷

在采煤工作面回風(fēng)巷和采空區(qū)建設(shè)一條專用排放瓦斯的尾排巷，分離工作面的風(fēng)流，將其中一部分從工作面的上巷排出，另外的從尾排巷處理。在這個過程中，專用尾排巷會產(chǎn)生負(fù)壓，合理利用負(fù)壓就能將采空區(qū)的瓦斯流動路線改變，降低隅角瓦斯的涌出來那個，從而緩解了隅角瓦斯超限情況，實際操作時取得較好的效果。

（四）隅角噴霧法

工作面中還可以利用設(shè)置水噴霧裝置降低區(qū)域內(nèi)的瓦斯?jié)舛?，從而能夠使瓦斯稀釋、淡化，避免隅角中的瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)。研究證明，瓦斯具有可溶于水的特性、易擴散的特性，因此在合理溫度和氣壓條件下，100L的水中可以溶解瓦斯331L，因為比空氣輕因此能夠浮在空氣上。利用通風(fēng)使用的噴霧實施，將其設(shè)置在切頂線之外，將噴霧射程控制在1.5m到2.5m，同時要將截止閥門設(shè)置于噴霧水管外，并根據(jù)實際生產(chǎn)情況調(diào)節(jié)噴霧的射程，能夠便于隅角附近開展各項作業(yè)。利用這種方法替代臨時風(fēng)幛，效果較好，同時具有成本低廉，安裝、移動和使用方便等特點，還能降低隅角的溫度，能夠有效避免隅角發(fā)生瓦斯超限情況【3】。使工作面中的人員和各項操作更便利的開展。能夠避免隅角位置摩擦鐵器產(chǎn)生火花，減少瓦斯爆炸的發(fā)生幾率。

（五）采取頂板抽放

頂板抽放也被成為高位瓦斯抽放，是利用頂板的縫隙進(jìn)行抽放，實際操作中，在煤層頂板破壞裂隙內(nèi)設(shè)置頂板高抽巷，頂板冒落后會破壞臨近層面和圍巖內(nèi)的瓦斯平衡，將兩個層面吸收的瓦斯通過裂隙流動到采空區(qū)內(nèi)，再利用頂板高巷抽出瓦斯。也就是利用抽放泵的負(fù)壓使采空區(qū)內(nèi)的瓦斯流向發(fā)生變化，從而能夠減少瓦斯涌入到隅角和回風(fēng)流中，降低區(qū)域內(nèi)的瓦斯?jié)舛取Ｔ诶贸榕疟谜?，將抽排管路和總排風(fēng)管相連，從而顯著改善了瓦斯超限問題。

結(jié)束語

采煤過程中工作面的瓦斯?jié)舛葘ιa(chǎn)安全影響很大，需要了解瓦斯涌出的原因和瓦斯來源，根據(jù)實際情況選擇合理的方法進(jìn)行瓦斯治理，能夠避免采空區(qū)瓦斯異常情況，使隅角內(nèi)的瓦斯?jié)舛冗_(dá)到合理范圍，大大提高采煤生產(chǎn)的安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉蘭平. 采煤工作面回風(fēng)隅角瓦斯治理技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)， 2018（5）：121-122.

[2]陳秀田. 沙曲一礦4#煤“U”形通風(fēng)綜采工作面上隅角瓦斯治理關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)， 2018， No.255（10）：113-114.

[3]王煥斌.綜采工作面上隅角瓦斯治理技術(shù)研究[J]. 機電工程技術(shù)， 2017， 046（8）：233-234.

作者簡介：曹璐，出生年月：198407 籍貫：河南省陜縣 畢業(yè)院校：中國礦業(yè)大學(xué) 學(xué)歷：本科 研究方向：瓦斯治理。