探究煤矿井下采煤工作面上隅角瓦斯治理装置

摘要：煤矿开采作为我国的一大产业，正在随着经济的不断发展而不断扩展。同时，煤矿的安全开采也成为人们密切关注的话题。采煤工作面上隅角瓦斯治理是煤矿生产安全管理的重要环节，对于煤矿的安全生产具有极其重要的实际意义。本文将结合煤矿井下采煤工作面上隅角瓦斯治理的需求和治理现状，分析对于工作面上隅角瓦斯积聚现象产生影响的各种因素，并从各个方面对于上隅角的瓦斯治理装置展开综合的讨论。

中图分类号：TD712      文献标识码：A

近年来，我国煤炭开采事故时有发生，引起社会的广泛关注。随着煤矿产业的不断发展，煤层开采的深度和厂度也在不断增加，一定程度上使煤层瓦斯含量也在不断增大。同时，煤矿回采工作面实现了采煤机械化，采煤机械化促进了大量高产高效工作面的产生，使得原来工作面瓦斯含量不大的矿井，也逐渐增加了瓦斯浓度，逐渐向隅角瓦斯积聚超限的方向发展，为煤矿井下开采的安全生产带来了极大地安全隐患，严重威胁着工作人员的生命安全。瓦斯管理作为煤矿生产企业安全管理的重要环节，亟需引起管理人员的重视，而采煤工作面上隅角瓦斯问题作为管理中的重点和难点，也亟需相关技术人员进行深入的研究和探索。本文主要对采煤工作面上隅角瓦斯积聚的发生原因、防治对策等问题进行全面探讨，对于煤炭开采过程中的瓦斯事故的预防具有重要意义。

一、煤矿井下采煤工作面上隅角瓦斯聚集原因

上隅角是指进行煤矿井下开采时，采煤工作面上出口与采空区相交汇的区域，随着矿采深度的不断加深，瓦斯含量也在不断增加，回采作业面的推进使采空区上覆岩层发生跨落现象。同时，受到动压差的影响，瓦斯会发生高压区域向低压区域的扩散，导致密集的瓦斯向采空区进行大量释放，同时瓦斯沿着顶板往上游不断移动，到达工作面，最终造成上隅角的瓦斯集聚。除此之外，矿采区的通风问题也易导致上隅角瓦斯集聚。对于井下矿采工作，为了矿采的便捷和效率，采煤工作面最常采用的是“U”形的弯道通风系统，在正常的通风情况下，风流沿工作面切线，程U型流动趋势，其中一小部分向采空区流动。采空区瓦斯受到风流影响产生扩散，在工作面上隅角处形成一个漩涡，由此带出采空区深部的瓦斯，漩涡产生的涡流运动无法融入主要风流中，因此聚集于上隅角，上隅角上便会呈现瓦斯浓度最高的现象。且采空区的风量与瓦斯集聚数量成正比关系，风量越大，瓦斯集聚越多。

二、 煤矿井下采煤工作面上隅角瓦斯治理

针对工作面上隅角瓦斯堆积且浓度过高的现象，我们不难发现，造成上隅角瓦斯浓度过高现象的原因主要是采矿区通风性较差导致的空气流动速度缓慢而造成的。接下来我们针对上隅角瓦斯问题来对瓦斯治理对策进行相关探讨。

(一)加强采矿区通风

通风性能较差是上隅角瓦斯集聚的主要原因。在加强采矿区的通风方面。首先，我们可以加大采煤工作面的通风量。研究表明，工作面上隅角瓦斯浓度与工作面的风力和风量具有一定的联系。若将风力控制在一定的范围内变有利于上隅角瓦斯的扩散和稀释，但若风力增加到一定的程度，过猛、过大的风力便会起到相反的效果，使瓦斯聚集量不断增多。采空区的瓦斯是工作面上隅角瓦斯的主要来源，所以要想实现瓦斯的尽快排出和稀释，只有适当加大矿采区的风量，使其控制在一定范围之内;其次，可以通过在上隅角设置相关的挡风帘，以改变上隅角的两面压差，使风流的状态得到一定的改善，将更多的风流引向上隅角，从而加速上隅角的瓦斯稀释，使瓦斯量不断减少。这一措施可当做临时的瓦斯稀释方式来实行;设置局部通风装置也是一项加强采矿区通风的可行措施。当工作面上隅角瓦斯量过大而导致瓦斯可能涌出时，可以将台抽出式局部风机安排于工作面上隅角10m~15m处，并使用胶质风筒实现风流引流，形成正压区。这样一来，新鲜风的局部引入将致使上隅角的高浓度瓦斯尽快吸入风筒内部，从而实现瓦斯数量的减少，达到稀释隅角瓦斯浓度的目的.

(二)减少瓦斯聚集空间

瓦斯量聚集过多极易引起瓦斯浓度过高从而爆炸的现象。所以我们可以从瓦斯集聚空间入手来进行解决。首先，我们可以通过三相泡沫，即水、灰以及氮气的使用，来挤占瓦斯所在空间从而占有一部分空间，以降低空间内的瓦 斯浓度;另外，还可以利用人工卸载或者是机械卸载的方式卸掉锚杆托盘，实现工作面上隅角的强制放顶，以减小瓦斯集聚的空间;向上隅角喷雾洒水也是项不错的处理方法。洒水可以有效地引射脉动风流，风流的加强也能在一定程度上起到驱散积聚瓦斯、降低瓦斯浓度的作用;在巷尾建立瓦斯排放系统是一项直接驱使瓦斯排放的有效措施。

这种方法的投入使用主要是依靠风排的动力来使瓦斯的流动路线以及流动取向发生转变，从而减少上隅角的瓦斯流出量。具体来说，即在回风巷的采空区进行瓦斯排放巷尾的设置，专门开出一段来进行瓦斯的排放。还可以充分利用非金属管道，使其与采矿区的回风系统相连接，使工作面的风流一分为二，一部分稀释开采层的瓦斯，另一部分流入采空区稀释采空区的瓦斯。

结语

综上所述，对于采煤工作面上隅角瓦斯治理一定要找准瓦斯集聚的原因，对症下药。对于上隅角瓦斯的治理工作的关键还在于加强工作面上隅角的通风设置，加大通风量稀释瓦斯，同时建立管道来进行瓦斯的排放，是工作面上隅角的瓦斯数量控制在安全范围之内。在实际操作中，只有依据实际情况来进行治理工作的具体设置，应进一步加强采矿区的施工安全管理，提前预防安全事故，加强瓦斯控制，才能在最大程度上控制上隅角的瓦斯量，保证矿采安全。

(张毅敏  开滦集团钱家营矿业分公司，河北唐山 063301 )