上隅角瓦斯积聚

上隅角瓦斯积聚（精选8篇）

上隅角瓦斯积聚 第1篇

1、煤矿生产过程中, 采煤工作面上隅角作为采空区漏风的交汇点和生产中不断暴露的新鲜煤壁扩散出来的大量瓦斯, 在上隅角处形成涡流, 造成瓦斯积聚。

2、绝大部分矿井采用U型通风方式, 采用U型通风时, 采煤工作面的风流流向是从工作面进风巷道、采煤工作面切眼、工作面回风巷道, 由于矿井通风负压的原因, 采空区出来的高瓦斯风流会在采煤工作面上隅角交汇, 会增高采煤工作面上隅角瓦斯浓度。

3、从采煤工作面上隅角的风流分布状态可以看到, 由于采煤工作面上隅角靠近回风巷道道壁和采空区, 风流从采煤工作面切眼通过, 遇到回风巷道道壁和采空区回风巷处封闭的垂直转弯, 使靠近煤壁的风流形成局部涡流现象, 靠近回风巷道道壁即采煤工作面上隅角的风流流速降低, 由此造成瓦斯不容易被风流冲散或者被风流带走, 使得上隅角瓦斯发生积聚。

4、由于空气的比重比瓦斯的比重高, 瓦斯都积聚在采煤工作面上隅角, 造成上隅角瓦斯浓度高。

由上面所介绍采煤工作面上隅角瓦斯积聚的原因, 可以根据其积聚机理以及规律, 通常采用导风或者抽采等方法治理, 下面介绍几种最常用的治理方法:

1、设置上隅角临时风障

风流经过上隅角时会出现涡流现象, 同时该处风速较低, 使上隅角瓦斯难以进入主要风流中, 因此, 在工作面上端头设置临时风障改变风流方向, 使一部分风流经过上隅角的涡流区域, 带走上隅角的瓦斯。

2、改变通风方式

要解决采煤工作面上隅角瓦斯积聚的问题, 主要得改变采煤工作面的瓦斯交汇点, 可改变采煤工作面通风方式, 目前国内能解决此种问题的通风方式主要有Y型、Z型、W型、H型下行通风等, 但是由于以上几种通风方法通风较为复杂, 而且施工时候工程量比较大, 而且对煤层有自然发火倾向不容易控制和观察。所以, 推广比较困难。

3、高位钻孔抽采及上隅角埋管抽放

采用高位钻孔抽采及上隅角埋管抽放的方法可以将采空区涌出的瓦斯随管道抽走, 达到标本兼治的效果, 上隅角埋管抽放亦可以采用可移动瓦斯泵通过管路抽采上隅角瓦斯, 也有很好的效果。

4、沿空留巷排除法

这种方法是在工作面回风巷中打密柱沿空留巷, 使得一部分风流导向上隅角, 防止上隅角瓦斯积聚。但是这种方法在现代化矿井中不能够普遍利用。

5、充填置换法

这种方法是对采空区上隅角的空隙进行充填, 将积聚瓦斯的空间用不燃性固体物质充填严密, 使瓦斯没有积聚的空间, 同时设管抽采。这种方法效果明显, 但对生产有一定干扰, 目前仅有少数矿井应用。

6、风压调节法 (也称均压通风法)

风压调节法是在工作面进风巷安设两台局部通风机和接设15~20m导风筒, 向工作面送风, 并在导风筒的出风口与局部通风机之间设两道风门, 在工作面回风巷设两道调节风门, 以调节风压。同时, 在回风巷设一趟硬质导风筒, 一端伸入上隅角采空区5~8m, 另一端穿过两道调节风门, 以排放采空区上隅角瓦斯。

7、采煤工作面上风道安设风流引射器

由于高突矿井在采掘工作面上下风道必须安装压风自救系统, 所以, 在上风道临近上隅角处安装风流引射器直接处理上隅角瓦斯, 这种方法适应与采煤工作面瓦斯涌出量不大的情况。

8、增大工作面风量

在保证工作面风速不超限的情况下尽量向工作面供风, 用于冲淡和排出瓦斯。

回采工作面上隅角瓦斯管理规定1 第2篇

为强化回采工作面上隅角瓦斯管理，杜绝瓦斯超限事故，特制定回采工作面上隅角瓦斯管理规定。

一、管理规定

1、生产单位班长和通风区瓦斯员认真执行“回采工作面上隅角安全确认制度”，填写确认牌板。回采工作面上隅角安全确认牌板由生产单位管理。

2、采面上角必须吊挂瓦斯便携式和瓦斯确认牌板，瓦斯便携式吊挂在上毛窝末排柱子处，距离上顶不大于300mm，距离上帮煤壁不小于200mm的位置。瓦斯确认牌板吊挂在切顶线以外1米的煤帮侧醒目位置。

3、现场班长每班开工前、班中、班末各检查1次上隅角瓦斯情况，认真填写确认牌板，并汇报安全管理部调度，安全管理部调度建立专用记录。

⑴、开工前现场班长必须检查并确认上角瓦斯不超限；通风设施完好；瓦斯探头报警仪位置正确、毛窝深度符合要求，并在管理牌板上签字后方可开始当班工作。

⑵、当班班中在工作面上角从事回柱、掏窝等工作时必须检查上角瓦斯，只有确认上角瓦斯不超限时方可进行工作。

⑶、当班工作完毕后班长必须检查并确认上角瓦斯不超限；通风设施完好；瓦斯探头报警仪位置正确、毛窝深度符合要求并在管理牌板上签字后方可下班。

4、通风区瓦斯员每班检查2次上隅角瓦斯，认真填写确认牌板，并汇报通风区调度，通风区调度作好相关记录。同时汇报安全管理部调度，安全管理部调度建立专用记录。

5、生产单位要及时回撤上隅角支护，上风道若为锚杆支护，生产单位必须及时解锚杆、锚索螺丝。采面上下毛窝距离切顶线以里不能超过2米，如超过2米时，必须制定措施采取充填、强行落顶等措施进行处理，严禁上毛窝瓦斯积聚和瓦斯超限。

6、每班开工前、班中、班末对采面上口20米范围进行洒水灭尘，并作好相关记录。

7、生产单位要管理好采面上角风帐和风动风机，通风区瓦斯员负责检查。

⑴、采面上角采取专用的风帐吊挂,其角度以和煤壁夹角40-45度为宜，风帐上端吊挂至毛窝末排柱位置，距离上帮煤壁留有0.3-1米的通风通道，风帐下端距离工作面煤壁留有0.2-0.5米通风通道，吊挂要平、直、顺，与上顶结严无破口，环环吊挂。

⑵、回采工作面上隅角安装风动风机吹散上毛窝瓦斯时，风动风机由使用单位负责管理。

①、使用单位定期（3~5天）检查清洗过滤网，对过滤网和相关零件进行彻底清洗，如发现过滤网破损必须更换。

②、保证气源是洁净压缩空气，如发现气源中有水，则风机不能使用。

③、风机内部马达使用过程中的正常磨损会导致内部泄漏增加，使风机转速下降，当风量过低时，可将过滤限流阀上限流量调高（稍稍拧开限流阀调节螺杆即可），禁止使风机超过最大转速，约为１３００转ｒ／ｍｉｎ（用压力表调节）。

④、移架时注意风机位置，小心不要将风机积压变形。

8、通风区要定期对抽放管路进行巡查，保证抽放系统的稳定可靠，抽放效果良好。

9、信息科定期对监测传感器进行校验，保证安全监测传感器数据准确，生产单位在生产过程中不得损坏监测设备。

二、考核

1、瓦斯确认牌板应悬挂在醒目位置，并认真填写。（考核单位通防室）

⑴、上角瓦斯管理牌板吊挂在毛窝第二排支柱的煤帮侧醒目位置。位置不正确罚现场班长100元/次。

⑵、各单位指定专人负责上角瓦斯确认管理牌板的管理，现场没有牌板或不吊挂管理牌板罚单位500元/次。

⑶、发现一次班长没有在牌板上签字罚现场班长100元。确认牌板内容与现场不符的罚现场班长100元/次。

⑷、瓦斯检查员负责监督检查现场班长执行制度情况并在牌板上签字，一次不落实扣100元

2、瓦斯便携式悬挂位置不正确扣责任人500元。（考核单位通防室、通风区、安全管理部）

3、不按规定检查瓦斯扣责任人500元，不按规定汇报扣责任人200元.（考核单位通防室、安全管理部）

4、回柱子不及时，造成老塘深度超过规定扣罚单位500元，造成瓦斯超限扣罚单位10000——20000元，并分析事故。（考核单位通防室、通风区、安全管理部）

5、上风道遇锚杆松解不及时每个锚杆扣罚单位50元，造成老塘深度超过规定且没按规定码好袋子每次扣罚单位1000元，造成瓦斯超限扣罚单位10000——20000元，并分析事故。（考核单位通防室、通风区、安全管理部）

6、不按规定洒水灭尘每次扣罚单位500元，记录不全每次扣罚单位100元。（考核单位通防室、通风区、安全管理部）

7、采面上角风帐和风动风机管理不当每次扣罚生产单位1000元，管段瓦斯工不督促解决，不汇报，每次扣罚200元。（考核单位通防室、通风区、安全管理部）

8、瓦斯抽放系统的管路、设备，所在生产单位不得拆卸、改动或损坏，一经发现对责任单位罚款5000元，对责任者罚款300元，情节和后果严重的给予行政处分直至开除矿籍；瓦斯工发现抽放瓦斯管路损坏不及时汇报扣罚管段瓦斯员200元。（考核单位通防室、通风区、安全管理部）

上隅角瓦斯积聚 第3篇

1 上隅角瓦斯来源及分布规律

《煤矿安全规程》规定:矿井瓦斯积聚是指采掘工作面内, 体积大于0.5m3的空间内积聚的瓦斯浓度达到2%时, 附近20m内必须停止工作, 撤出人员, 切断电源, 进行处理[3]。瓦斯与空气的密度比为0.554, 其密度相比于空气密度小, 容易在巷道的上部及高顶处积聚, 我们把这种现象叫作上隅角瓦斯积聚。针对瓦斯积聚的问题, 通过分析瓦斯的分布规律去探究瓦斯积聚的原因, 进而寻求更科学的方法来防治。

1.1 上隅角瓦斯来源分析

(1) 煤壁瓦斯释放:随着工作面的推进, 新鲜煤体不断暴露, 同时, 在工作面自由面前方存在一个明显卸压区, 使得煤体裂隙张开, 瓦斯通过张开裂隙不断从自由面涌出;煤体被采落时不断解吸瓦斯, 也导致工作面瓦斯涌出量增加;进风巷煤壁暴露在空气中, 释放的瓦斯随风流进入工作面。

(2) 采空区瓦斯积聚:目前多数的煤矿采用了煤巷锚杆支护, 使得巷道顶板整体相对稳定, 为上隅角的瓦斯积聚提供了空间;同时, 风流流经工作面时, 不可避免地造成部分风流漏入采空区, 并携带采空区积聚的瓦斯经采煤工作面上隅角及其附近区域流出, 而该区域通风困难, 进而造成瓦斯的积聚和超限问题。

(3) 邻近煤层涌出:当邻近煤层受到采动影响时, 会造成邻近煤层形成较多的裂隙, 同时由于工作面气压小于临近煤层瓦斯压力, 使得临近煤层瓦斯通过煤层间裂隙逐渐涌入到回采工作面, 并在上隅角积聚。

1.2 上隅角瓦斯分布规律[4]

通过理论研究以及对上隅角瓦斯的来源分析发现, 造成上隅角瓦斯积聚的原因具有多样性, 瓦斯整体的浓度在不同采煤工作面也具有差异性, 但是其分布规律具有统一性。当没有风流场影响时, 瓦斯分布较均匀, 在工作面上隅角不会产生瓦斯积聚的现象;当受到风流场等因素干扰时, 打乱了原有的分布规律, 就会在采煤工作面上隅角产生瓦斯积聚和超限。

1-上隅角;2-风流方向;3-无风流影响时的瓦斯等浓度线;4-有风流影响时的瓦斯等浓度线;5-上隅角涡流

2 上隅角瓦斯积聚原因

(1) 相对空气而言, 瓦斯本身的密度比空气小, 扩散速度快, 产生“瓦斯风压”, 形成自然上升力, 使采空区内的瓦斯向上隅角转移, 加快了上隅角瓦斯的积聚。

(2) 流经上隅角的风量小, 风速低, 同时由于标高较工作面下部、中部高, 使得风流极易在上隅角形成局部涡流, 如图1所示。涡流的形成使采煤工作面、邻近煤层和采空区涌出的大量高浓度瓦斯难以进入回风风流中, 从而造成大量瓦斯在回风巷及上隅角区域循环流动, 形成上隅角瓦斯的积聚。

(3) 矿井通风方式、风流场的影响范围及其强度与瓦斯的分布规律关系密切, 是综采工作面上隅角瓦斯积聚的原因之一。一般矿井采煤工作面均采用“U”形通风系统, 在一源一汇的工作面中, 风流流向多为上行风, 而上隅角作为采煤工作面的漏风汇, 是采空区瓦斯涌出的必经之道, 很容易造成瓦斯的积聚。

3 上隅角瓦斯治理措施

针对瓦斯积聚和超限的问题, 要想从根本上解决问题, 应主动采取行之有效的防治措施。目前, 有如下方法和措施来治理上隅角瓦斯积聚。

(1) 利用瓦斯抽放技术来降低煤层瓦斯的含量。当煤层瓦斯含量较大时, 通过采用本煤层瓦斯抽放、邻近煤层瓦斯抽放和采空区瓦斯抽放的措施能从瓦斯来源上解决瓦斯积聚超限的问题。但是瓦斯抽放技术又有很大的局限性, 存在抽放时间长、 (下转第137页) 经济不合理以及工程量大等问题。

(2) 改变通风方式也是上隅角瓦斯治理的方法之一。工作面上隅角瓦斯积聚问题与通风方式的选择密切相关。目前大多数矿井采用的U型前进式、U型后退式、Z型前进式、和Z型后退式通风系统中, Z型后退式和U型前进式不易积聚瓦斯, 而Z型前进式和U型后退式则容易造成上隅角瓦斯积聚[5], 对于W型、Y型和H型等通风系统也均能预防上隅角瓦斯积聚。但不是所有的矿井都能改变通风系统, 要根据具体矿井的实际情况而定。

(3) 使用导风设施来稀释上隅角瓦斯的浓度。通常可以设置挡风帘导风和悬挂风障导风, 这种方法可以迫使一部分风流流经工作面上隅角, 将上隅角瓦斯浓度稀释低。但是导风设施的使用不仅限制了工作机械的使用空间, 而且采煤过程中也极易将其破坏, 故一般作为临时措施使用。

(4) 增加通风量来稀释上隅角瓦斯浓度。采煤工作面特有的空间分布形式和通风条件决定了综采工作面瓦斯特有的扩散规律, 通风量的增加可以提高整个区域的风速, 上隅角在此条件下也不易形成涡流区。但是简单地增加风量不仅产生大量的费用, 也会影响工作面的环境, 一般需要结合其他方式混合使用。

(5) 采用脉动通风技术防治上隅角瓦斯积聚。脉动通风[6]是根据流体力学理论, 在局部积聚瓦斯处安设脉冲风机, 扰乱该区域稳定风流或层流, 加速瓦斯的扩散, 增加单位体积风量携带瓦斯的能力。

处理上隅角瓦斯积聚和超限的措施多种多样, 各种措施都有优缺点, 在选用时必须正确选择针对性措施或几种措施联合使用才能取得良好效果。

4 结语

综采工作面上隅角瓦斯积聚、超限是瓦斯矿井采掘面临的主要问题之一, 严重制约了工作面产能的释放, 对煤矿安全也造成严重的威胁。因此, 收集矿井地质、生产情况等资料, 分析总结采煤工作面上隅角瓦斯积聚、超限的根本原因, 根据具体情况制定切实可行的防治措施, 是保障综采工作面安全开采的基本前提, 对提高煤矿产量具有重要的参考价值。

参考文献

[1]林柏泉, 等.U形通风工作面采空区上隅角瓦斯治理技术[J].煤炭学报, 1997, 22 (5) :509-513.

[2]涂兴子.综采工作面上隅角瓦斯治理方法[J].煤炭科学技术, 2000, 28 (1) :19-21.

[3]瓦斯检查员[M].北京:煤炭工业出版社, 2003.

[4]王岩森, 等.采煤工作面上隅角瓦斯积聚成因分析及治理措施[J].能源技术与管理, 2005 (4) :17-19.

[5]赵以蕙.矿井通风与空气调节[M].徐州:中国矿业大学出版社, 1989.

采煤工作面上隅角瓦斯治理 第4篇

关键词：采煤工作面,上隅角,高瓦斯,顶板抽放

1 直接抽上隅角

直接抽上隅角的方法主要是用一种设施, 将上隅角瓦斯封住, 不让它涌出, 再用两趟抽排管路, 将瓦斯抽出。封堵瓦斯采用以下两种方法。

1.1 风幛法

在末排柱从上巷上帮沿工作面向下设一挡风幛, 然后将抽排管伸人上隅角采空区里, 管口对准高瓦斯点进行抽放。效果情况:此法操作简单易行, 在开采初期, 瓦斯涌出量相对较小时, 采用此法可取得一些临时效果。但存在下列问题。首先风幛无法完全封严, 漏风严重, 抽排瓦斯浓度低;其次每一循环都需进行移风幛, 缩抽排管工作, 这期间隅角瓦斯大量涌出, 造成回风流瓦斯超限, 危险次数增加。而且风幛与上巷相交的转角处, 瓦斯经常超限, 必须再设一道引风幛, 将风流引向转角处, 冲淡瓦斯, 两道风幛的安设与现场施工相混杂, 对施工不利 (见图1) 。

1.2 留煤柱

由于风幛法存在着漏风大, 抽排瓦斯浓度低, 风幛移动频繁, 危险机会增加的缺点, 为了增加安全可靠性, 又采用了留煤柱法。具体方法是在工作面上部即上巷3~5m, 平行上巷每间隔15m掘一条新上巷, 与老上巷贯通形成新出口。之后, 将老出口以里的设备、管路、支架、回收, 迅速在新出口靠老塘侧, 施工永久密闭, 并将200mm瓦斯抽排管路严密砌在密闭里。管口距密闭2m左右。要求密闭必须封堵严密, 然后就可以进行抽排 (见图2) 。

效果情况:由于密闭容易封堵严实, 漏风量减少, 抽放浓度达到15%以上。采用两台泵抽放, 每台泵抽出风量35m3/min, 合计抽出瓦斯10.5m3/min, 将回风瓦斯降到0.75%以下, 保证了采面正常回采。缺点是依然存在缩抽排管砌密闭期间, 回风瓦斯超限的问题, 只是次数比风幛法减少, 另外工作面停产送巷道, 直接经济损失大。

2 顶板抽放法

为了克服上隅角抽放法, 缩抽排管期间, 瓦斯超限的弊端, 减少送巷道损失回采量, 恢复正常的生产秩序, 矿又采用了顶板钻孔抽放法。

利用顶板走向钻孔抽放瓦斯, 实际上就是通过抽放泵产生的负压来改变采空区的瓦斯流向, 使采空区瓦斯由单一向上隅角一带涌出变为由上隅角及通过冒落带、裂隙带由钻孔抽出, 从而减少上隅角的瓦斯涌出, 达到降低上隅角及回风流瓦斯浓度的目的。

顶板钻孔抽放的钻场, 钻孔参数设计为:钻场布置在距煤层顶板l0m处, 钻场规格为4m3m2.5m, 每个钻场布置5个钻场, 孔径为!91mm, 孔深l00m, 钻场间距80m, 钻孔L终端距煤层顶板15m, 钻孔终端距上巷水平距控制在20m以内, 将钻孔口用钢管聚铵脂封好, 安上抽排管路即可开始抽放, 只用单台泵 (见图3) 。

效果情况:顶板5个钻孔, 用单台泵抽放时, 每个钻孔瓦斯浓度一般在10%~70%之间, 抽排管抽出绝对量大于12m3/min, 比用双台泵抽上隅角效果好, 且与工作面生产互不影响, 不出现回风超限问题, 有效解决了采面上隅瓦斯积聚问题。但也存在下列问题:首先在采煤工作面过钻场时, 要加强顶板管理和钻场瓦斯管理, 同时对打钻的技术性要求较高, 即必须将钻孔打在裂隙带中, 而且要准确判断钻孔的有效和无效长度, 这样才能在设计上保证钻孔的连续有效抽放。还必须在裂隙带形成之前, 打完所需要的全部钻孔, 否则对钻杆回撤不利。

3 结论

综采工作面上隅角瓦斯治理技术 第5篇

关键词：上隅角,瓦斯治理,综采工作面

平煤四矿己16, 17-23030工作面位于己三采区东翼上部, 上、下阶段均未回采, 南距己16, 17-21290采面240 m (正在回采) , 北距己16 -23070采面210 m (已回采) , 西为己三胶带和轨道下山, 东距二、四矿井田边界410 m。可采走向长467 m, 倾斜长195 m。该面煤层厚度较稳定, 己16, 17煤层厚3.0～4.6 m, 平均4.0 m, 其中己16煤层厚1.5～2.3 m, 己17煤层厚0.8～2.2 m, 外段为合层, 里段为分层, 煤层倾角8.7°。整个回采区域在己15-23030、己15-23050工作面有效保护范围内, 为己三采区第2个被保护层工作面。己16, 17-23030工作面前期回采时分层开采, 沿己16煤层回采, 后期因己16煤层与己17煤层层间距较小, 合层开采。在揭露己17煤层期间, 由于己17煤层裂隙及老空区漏风, 采煤工作面上隅角作为漏风交汇处容易发生瓦斯积聚或瞬间瓦斯超限, 因此上隅角瓦斯治理是瓦斯治理的关键。

1工作面回风流瓦斯组成分析

根据平煤天安四矿己16, 17-23030工作面的地质条件及回采过程中瓦斯涌出量的现场实测, 其风流中的瓦斯来源由3部分组成:①采煤工作面顶底板裂隙涌出的瓦斯;②工作面采落的煤炭及煤层暴露面释放的瓦斯;③风流流经采空区携带出的瓦斯。这3部分瓦斯涌出量占回风流中总瓦斯量的比例分别为:15%～20%;25%～30%;50%～60%。

2工作面上隅角瓦斯积聚成因

在上隅角附近, 由于主风流方向的改变和边界几何条件的限制, 在上隅角处形成涡流区, 风流呈涡流形式。井下实测发现, 采煤工作面上隅角断面上以及上隅角附近某点从顶板到底板瓦斯浓度呈图1所示的分布规律。根据图1对上隅角瓦斯运动规律描述如下:靠近采空区边界, 涡流的时均速度和脉动速度都等于0, 但采空区向上隅角漏出大量高浓度瓦斯, 瓦斯驱替运动为主要运动形式。

正常通风条件下, 采用U型通风回采工作面, 在进风巷与回风巷的风流压差作用下, 上隅角作为工作面的漏风交汇处是采空区瓦斯涌出的必经之路, 必然造成上隅角瓦斯积聚。另外对于空气来说, 采空区内含瓦斯空气密度较小, 从而产生“瓦斯风压”的自然上升力, 使采空区内高浓度瓦斯的空气向上隅角漂移, 使上隅角成为采空区高浓度瓦斯集中涌出的地点。从理论分析和实际观测得知, 在上隅角靠近煤壁和采空区侧, 风流速度很低, 局部处于涡流状态 (图2) , 涡流运动使采空区涌出的大量高浓度瓦斯难以进入主风流, 从而造成高浓度瓦斯在上隅角附近做循环运动, 形成上隅角局部瓦斯积聚。

统计资料表明:当回采工作面绝对瓦斯涌出量大于2 m3/min, 则可能发生上隅角瓦斯超限。目前平煤天安四矿己16, 17-23030采面绝对瓦斯涌出量为5.62 m3/min。

3瓦斯治理方法

3.1风障法

上隅角与下隅角设置封堵墙, 下隅角挡风墙下角要紧贴运输巷下帮, 且比上角超前0.3～0.5 m, 呈弧形;上隅角风墙上角要紧贴回风巷巷帮, 并且比下角超前0.3～0.5 m, 呈弧形。上下机头风障吊挂时, 一端向巷道拐角不少于0.5 m, 另一端沿采面倾向紧贴封堵墙向采面吊挂15架。风障与风障搭接处重叠长度不少于200 mm, 呈一直线吊挂。上机头另斜挂10 m导风帘, 上端在减速器后上部, 下端挂在支架前梁头 (图3) , 确保有效通风断面, 能够把风流引排到上隅角稀释瓦斯。根据在己16, 17-23030采面的使用情况, 该办法的优点是:操作简单、快捷, 当上隅角瓦斯发生积聚时, 可起到立竿见影的效果。缺点是:能引流的风流有限且风流不稳定, 尤其是采煤机行至机尾时, 对风障的扰动比较大, 增大了工作面的通风阻力和向采空区的漏风, 上隅角往往处于瓦斯超限状态。风障法治理上隅角瓦斯取得的效果和应用范围是有限的。

3.2工作面合理配风

根据采空区瓦斯涌出量占总瓦斯涌出量60%的特点, 对工作面进行合理配风, 缩短采空区的漏风带宽度, 以减少采空区瓦斯涌出量, 从而降低了回风流和上隅角的瓦斯浓度。经现场测量实践, 综采工作面配风量700～900 m3/min, 有时增加到1 000 m3/min。平煤股份四矿己16, 17-23030采面在风量增加到1 000 m3/min以上时, 上隅角瓦斯浓度无明显降低, 效果不明显。

3.3均衡生产

当采面推进至合层区域时, 经实测随着己17煤层的逐渐揭露, 采面瓦斯浓度呈正比增加, 从而使上隅角瓦斯频繁超限。因此必须按正规循环作业, 防止生产过于集中, 并及时清理工作面浮煤, 保证工作面通风断面。若在生产过程中发生上隅角瓦斯超限, 应立即停止割煤进行处理, 直到上隅角瓦斯浓度降到合理范围, 方可继续生产, 严禁为抢进度冒险作业。

3.4上隅角抽放技术

进入合层开采区域后, 揭露的己17煤层裂隙解吸瓦斯涌出量变大, 采用原来治理上隅角瓦斯的方法经常出现上隅角瓦斯超限。为了从根本上治理上隅角瓦斯, 在己16, 17-23030采面采取了上隅角插管抽放技术, 待工作面基本顶垮落后, 在上隅角埋设1趟SFT-KW-300型镀锌螺旋瓦斯抽放管, 一般设在封堵墙的上部尽量伸向顶板冒落三角区 (图4) , 连续对采煤工作面进行上隅角插管抽放。插管实行抽拉式, 缩抽排管距离一般为4 m, 每个循环用防静电阻燃编织袋装煤打1次挡风墙, 正常抽放浓度1.0%～1.5%, 抽放量0.8～1.2 m3/min。技术要求:上隅角插管抽放的末节抽放管应距顶不大于300 mm, 距回风巷上帮距离不大于200 mm, 插管深度超过封堵墙300～500 mm。采面上隅角抽放效果见表1。

由于密闭容易封堵严实, 漏风量减少, 抽放浓度达到15%以上。采用2台泵抽放, 每台泵抽出瓦斯10.5 m3/min, 将回风瓦斯降到0.7%以下, 保证了采面正常回采。

4结语

(1) 综采工作面上隅角瓦斯涌出量大是普遍存在的问题, 它不仅威胁着职工的安全, 也直接影响着工作面产量和效益。治理上隅角瓦斯积聚超限时, 必须首先摸清瓦斯来源、瓦斯涌出量和涌出规律, 然后确定合适的瓦斯治理方法。

(2) 当上隅角瓦斯浓度为3%～5%, 风障法能够临时处理尾部上隅角瓦斯超限问题。但工作面每推进1刀, 移1次支架, 必须重新打1次风障, 不易维护和管理, 安全可靠性没有保障。

(3) 在工作面风量加大到一定程度, 仍不能冲淡上隅角瓦斯时, 应当考虑建立瓦斯抽放系统。

回采工作面上隅角瓦斯治理技术 第6篇

一、回采工作面上隅角瓦斯积聚的原理

1.在煤矿开采过程中回采工作面的采空区会有较多的浮煤以及瓦斯, 回采工作面的空气没有进行很好的流通, 所以就使得瓦斯在回采工作面的采空区大量积聚[1]。而瓦斯的密度比较小, 所以瓦斯就会在采空区的上隅角积聚, 如果没有进行即时的气体排放就会使得回采工作面上隅角的瓦斯含量积聚的更多。

2.不少煤矿在开采过程中会使用U型通风系统, U型通风系统的弊端就是瓦斯会在回采工作面的上隅角大量汇聚, 因为在采空区排放出来瓦斯会由于通风巷的压差作用而大量积聚在上隅角, 而U型通风系统中回采工作面中的瓦斯必然会经过上隅角, 因此这就成了回采工作面上隅角瓦斯大量积聚的重要原因。

3.在回采工作面中会使用通风设备, 通风设备主要是给矿井下的开采工作人员提供氧气, 同时也将其他气体排放出去, 其他气体在排放过程中会形成较大的气流, 而这个气流必然要经过上隅角, 该气流在上隅角处发生直角转弯, 这样就会使得上隅角形成了一个漩涡, 气体无法正常排放出去[2]。回采工作面上的瓦斯气体就无法汇入排放气体的主风流中, 而瓦斯气体也不会分散到其他区域, 瓦斯气体在上隅角气体涡流的影响下一直在上隅角附近运动, 而且在上隅角附近瓦斯气体很难被其他气体冲散或者排放, 就在回采工作面上隅角大量积聚。

二、治理回采工作面上隅角瓦斯积聚的对策

在治理回采工作面上隅角瓦斯积聚的过程中可以采用增大回采工作面风量、设置回采工作面上隅角挡风帘、设置采空区风幛、U+L通风系统专用排瓦斯尾巷、瓦斯抽放、安设专用抽出式风机、三相泡沫挤压工作面上隅角瓦斯以及注浆填充等方式, 下面将对这些治理对策进行详述。

1.增加回采工作面的风量

在实际治理回采工作面上隅角瓦斯过程中, 依靠速度较低的风流来降低上隅角瓦斯含量是很难完成的, 因为低速的风流无法达到降低上隅角瓦斯含量的目的。为了降低回采工作面上隅角瓦斯的含量就需要增加回采工作面的风量, 增加回采工作面的风量可以使得更多的瓦斯被风流带出, 从而降低了回采工作面上隅角瓦斯的含量[3]。随着回采工作面风量的增加, 回采工作面的负压就会变得更大, 这样就会加快采空区的风流速度, 瓦斯就会在较大的风流中被排出。但是仅靠增加回采工作面的风量是不能够有效降低上隅角瓦斯的含量, 因为增加回采工作面的风量会降低相邻采掘区的供风含量, 使得矿井的整个通风系统的稳定性遭到破坏。而且增加回采工作面的风量会使得采空区的粉层被携带到风流之中, 严重影响了采矿工作面的施工环境, 而且对于矿井内部的防尘更加困难。最重要的是增加回采工作面的风量会使得采矿区域的风速超过《煤矿安全规程》的限定, 使得矿井的质量无法达到标准化。

2.设置回采工作面上隅角挡风装置

回采工作面上隅角瓦斯大量积聚的另一个主要原因就是上隅角有漏风的情况, 回采工作面上隅角漏风使得稀释瓦斯的能力大大降低。但是在回采工作面上隅角设置一个挡风装置将能够很好地解决这一情况, 在回采工作面上隅角瓦斯的浓度超过规定标准后就利用挡风装置将主风流分成两个部分, 并将更多的风流导向上隅角, 这样就能够降低上隅角的瓦斯浓度[4]。但是在回采工作面上隅角设置挡风装置来降低瓦斯浓度没有较好的效果, 因为当回采工作面上隅角瓦斯已经长时间大量积聚后使用这种方法没有较好的作用。

3.安装专用抽出式风机

对于大量积聚在回采工作面上隅角的瓦斯可以通过风机将其排出, 风机开启后会产生较大的压力差, 积聚在回采工作面上隅角的瓦斯就会随风流被稀释然后经过风机被排入到回风巷道, 避免了瓦斯在回采工作面上隅角的大量积累[5]。风机的使用可以使得上隅角的瓦斯被迅速排入到回风巷道, 而且还会增加回采工作面上隅角的风量, 将瓦斯的浓度降低到安全标准。另外风机不会占用较大的面积, 对煤矿的开采工作没有太大的影响, 可以说采用风机来治理回采工作面上隅角瓦斯是一个非常好的方法。

4.U+L通风系统专用排瓦斯尾巷

采用这种通风系统可以将主风流分成两个部分, 其中一个部分就是用来排瓦斯, 这种排放瓦斯的方式可以产生较大的负压来改变巷道中瓦斯的流向, 使得大部分瓦斯都被专用排瓦斯尾巷所排出, 回采工作面上隅角的瓦斯含量将会大幅度降低。

5.瓦斯抽放

治理回采工作面上隅角瓦斯的另一个主要方法就是实施钻孔抽采, 但是钻孔抽采瓦斯需要较高的技术, 因为钻孔抽采需要考虑布孔方式和布孔参数。在回采工作面中布置孔洞时要沿着裂缝带进行打孔, 而且还要利用煤块来保护钻孔。打孔之后便可以在回风巷抽放瓦斯并使得回采工作面上隅角的瓦斯向抽放方向流动。另外钻孔要按照两个原则, 即钻孔的层位在裂缝带上部, 卸压的层位应该在裂缝带下部, 并且还要严格按照矿压的理论在开采之后进行相应的移动, 所移动的区域是“竖三带”和“横三区”。

6.设置采空区风幛

参考回采工作面上隅角瓦斯超限的原因便可以知道采空区的风量减少便可以使得采空区的瓦斯积聚量减少, 所以便可以在采空区的一侧设置风幛, 这样便能够在很大程度上减少采空区的风量。这种治理技术虽然可以从源头上减少回采工作面上隅角瓦斯的积聚量, 但是采空区风幛很容易被掉落的矿石损坏, 这样就无法达到减少风幛漏风的情况[6]。而且使用风幛还有很多的制约, 例如采空区风幛要随着回采工作面向前的移动而移动, 这无疑增加了工人的工作量, 而且在多种制约条件的作用下, 该方法效果不是很显著。

7.三相泡沫挤压工作面上隅角瓦斯以及注浆充填

采用三相泡沫挤压工作面上隅角瓦斯的原因是挤压瓦斯占据的空间, 从而降低了瓦斯的积聚程度, 注浆充填就是向采空区注浆防止瓦斯向回采工作面上隅角流动, 从而防止瓦斯大量积聚造成安全隐患。

在回采工作面上隅角瓦斯浓度超标时要立即使用上述方法, 有些方法是应急措施, 但是采用抽出式风机将能够很好地解决这个问题。

摘要：回采工作面瓦斯积聚最多的地方就是上隅角, 为了保障回采工作面的安全就需要重点防治回采工作面上隅角的瓦斯含量。本文将详述回采工作面上隅角瓦斯积聚的原理以及治理回采工作面上隅角瓦斯积聚的对策。

关键词：回采工作面,上隅角,瓦斯治理

参考文献

[1]杨盛炜, 龙祖根.浅谈煤矿改造治理上隅角瓦斯技术应用[J].能源与环境, 2012, 02.

[2]王兆丰, 等.石港煤矿掘进工作面“钻墙”截流瓦斯技术[J].矿业安全与环保, 2012, 04.

综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究 第7篇

近几年来, 随着煤炭开采深度的增加, 机械化程度不断提高, 综采工作面的采高也在不断加大, 采长也在加强, 走向变长。由于采空区面积大, 因此常造成回采工作面和局部 (尤其是上隅角瓦斯) 瓦斯超限。采空区漏风流场易引起上隅角瓦斯积聚, 传统的U型通风系统, 不能很好地解决该问题, 因此需要采用科学有效的方法治理瓦斯超限问题, 才能保证煤矿的安全生产。在煤矿井下综采工作面生产中, 普遍存在着上隅角瓦斯涌出量大和瓦斯浓度高的现象, 不仅对矿井的产量和效益有影响, 还严重威胁到井下职工的生命安全, 很可能进一步造成瓦斯事故。因此说治理综采工作面上隅角瓦斯积聚超限时, 必须首先摸清瓦斯来源、瓦斯涌出量和涌出规律, 然后根据以上数据和现象制定出一套切实可行的办法或措施。[1]

1 综采工作面上隅角瓦斯超限的原因

1.1 风流状态

综采工作面上隅角区域的风流特点主要有:速度较小;局部区域存在风涡流现象。由于这种风涡流的作用, 工作面的主风流无法将其中的瓦斯带走, 这就造成大量的瓦斯聚集在综采工作面上隅角区域, 从而使得上隅角瓦斯超限。如果综采面上隅角存在滞后回柱, 存在涡流的区域不仅有上隅角, 还有靠近切顶排处, 采空区涌出的瓦斯也会聚集在切顶排处, 增加了瓦斯超限程度。

1.2 综采面上隅角处两面压差大小

取巷道风流的任一断面, 均分布着三种压力, 即静压、位压和动压。三者形成全压, 并对风流的方向和速度造成一定的影响。在综采面上隅角区域, 两侧的静压和位压相同, 风流速度不同, 而风流到此会出现转弯, 从而使得此处的风流速度变小, 而其两侧风流速度差变小, 上隅角处风流速度急剧变小, 并形成无速度差, 严重时则会形成紊流现象。

1.3 综采工作面漏风[2]

综采工作完成后, 采空区内的瓦斯会聚集, 并且呈现出较高的浓度, 采空区内积聚的高浓度瓦斯通过漏风蔓延到上隅角, 使得上隅角的瓦斯超限。

2 防治上隅角瓦斯超限的技术方法

2.1 设置综采面上隅角挡风帘

如果综采工作面存在瓦斯超限问题时, 为有效降低上隅角处的瓦斯浓度, 可采取在此处设置挡风帘, 从而把来自工作面的风流分为两道, 使得上隅角处有风流通过。风障的材料可选取软质风筒布, 要保证其长度在10 m以上。

2.2 增大回采工作面风量

综采面上隅角处容易聚集大量的瓦斯, 要想有效降低此处瓦斯, 就必须实现上隅角瓦斯聚集区域的风流有效流动, 也必须加强工作面主风流的扩散作用。通过多年的现场实践, 可知在综采面通风正常的条件下, 仅保证速度一定的风流, 无法实现该区域瓦斯浓度的有效降低。若采取增大综采面风量的措施, 上隅角处的风对流则会变大, 但若进一步增加风量, 此处的负压就会随之变大, 这使得采空区的风流速度变大, 使得采空区较多的瓦斯涌入工作面。如果采空区的漏风通道较多, 漏风量会变大。因此, 增大综采面风量, 不但会增加工作面的瓦斯涌入量, 还会造成以下不利影响:影响附近采掘工作面的通风情况, 造成局部或整体通风的不稳定;增加工作面中的粉尘浓度, 不利于工作人员作业。

2.3 设置采空区风幛

由综采面上隅角处的瓦斯聚集原因可知, 只有减少采空区的进风量, 才能有效避免采空区涌出较多的瓦斯, 从而降低上隅角处的瓦斯浓度。在综采面靠近采空区位置, 安装风障, 以尽可能地避免更多空气进入采空区。特别是在综采面风流出口处, 必须保证风障的严密性。

2.4 安设局部通风机

在综采面内, 可采取安装局部通风机的措施, 并通过风筒将风流引入上隅角处, 从而使得上隅角处于正压区域, 该区域的瓦斯浓度得以降低, 并达到规定浓度, 局部通风机必须随着煤炭的开采不断前移。这一措施的优点主要有:a) 综采面上隅角区域的瓦斯可以由风筒并通过主风流进入回风巷;b) 使得综采面上隅角处的风量相应增加, 从而避免此处在较短时间里聚集大量的瓦斯;c) 由于风筒具有体积小等优点, 所以, 其无需占用较大的空间, 从而不会对工作面正常生产造成影响;e) 若风机正常工作, 这一措施具有较高的安全性。

2.5 设置移动式引射器

在工作面上隅角至回风道一段距离内设置移动式引射器, 抽排上隅角积存的瓦斯, 引射器的风压一般在0.8 MPa~1.0 MPa, 风量最多可达60 m3/min~80 m3/min。

2.6 提高尾巷质量确保尾巷畅通无阻[3]

工作面尾巷对治理上隅角瓦斯起到了重要作用。但在使用中存在2个问题:a) 为了保证在尾巷内不留有可燃材料, 掘完尾巷后把木棚全部回掉, 造成尾巷内局部冒顶, 尾巷不畅通, 阻碍了巷道的回风能力;b) 尾巷连通横贯没有掘到位, 使得采空区冒落后不能很好地和尾巷贯通, 同样也阻碍了尾巷的回风能力。为此采取了以下措施:a) 用锚杆支护来代替原有的尾巷支护方式;b) 规范横贯的数量设置、送巷长度, 横贯必须送到回风巷靠工作面一侧。通过以上这两条措施, 能有效地确保尾巷内回风不受到外界的阻力, 取得了良好的效果, 有效地将上隅角的瓦斯浓度降低到规范允许的范围内。实践证明, 尾巷起了很大的作用。

3 结语[4]

综采工作面上隅角瓦斯治理工作是否能有效地实施, 很大程度上影响了放顶煤生产的安全性。由于煤矿综采工作面特定的生产工艺方式和风流线路的影响, 老空区和综采工作面的上隅角都是最容易引起瓦斯积聚的地方, 因此说不能对瓦斯的管理工作放松警惕, 必须采用强有力的科学有效的措施来进行综合治理, 即使是低瓦斯矿井, 如果不对瓦斯进行治理, 也可能引发瓦斯爆炸事故。因此说加强煤矿瓦斯安全管理工作, 采用最先进、最完备的安全监测监控设备, 采用专用瓦斯尾巷加强综采工作面上隅角的通风, 利用回风顺槽来设调节风门的大小, 同时增加尾巷的排风工作, 并且配备适当的辅助通风系统来稀释综采工作面上隅角的瓦斯, 尽量加大矿井的供风量和综采工作面的供风量等综合治理措施;在万不得已的情况下执行分部作业, 以风定产, 这也是在煤矿的实践过程中总结出来的行之有效的管理方法之一, 同时配备瓦斯抽放, 来构成完备的多系统通风方式, 效果会更好, 这样煤矿的安全生产就有了保障。

参考文献

[1]和根虎.唐安煤矿综放工作面上隅角瓦斯综合治理研究及实践[J].山西煤炭, 2006 (4) :56-57.

[2]田振江.富力矿综采工作面瓦斯超限的治理[J].江西煤炭科技, 2013 (3) :1-2.

[3]王向阳.高瓦斯矿井采煤工作面上隅角瓦斯治理[C]//煤矿瓦斯地质与抽采利用研究-陕西省煤炭学会学术年会论文集.北京:煤炭工业出版社, 2012 (7) :208-211.

综放工作面上隅角瓦斯治理研究 第8篇

目前国内外学者普遍认为, 综放工作面的瓦斯来源主要为本煤层煤壁、采放落煤、采空区散落遗煤、周围临近煤体以及上下邻近层的瓦斯涌出, 并且瓦斯涌出量受工作面不同风流流场的影响[2]。在研究工作面瓦斯浓度分布与涌出源确定方面, 近年来多位学者分别提出单元法[3], 以及通过工作面瓦斯浓度最低点分布函数的瓦斯分量比例计算法测定工作面不同瓦斯源涌出构成比例, 依据测定结果, 有针对性地采取措施治理上隅角瓦斯超限。

1 工作面概况

余吾煤业N1102 工作面采用走向长壁、后退式大采高低位放顶煤一次采全高全部垮落式综合机械化采煤法, 煤层平均厚6. 17 m, 工作面采高 ( 3. 2 ±0. 1) m, 循环进度0. 8 m, 放顶煤平均厚度2. 97 m。煤层的瓦斯含量为7. 18 ~ 7. 80 m3/ t, 属于高瓦斯松软低透气性煤层。

N1102 工作面实施本煤层预抽、裂隙带钻孔抽采、采空区抽采的瓦斯综合治理措施, 其中裂隙带钻孔包括工作面回风巷高位孔裂隙带钻孔、千米钻机钻孔, 采空区的瓦斯抽采方法为瓦排巷联络巷埋管抽采和高抽巷抽采相结合。根据采掘衔接需要, 调整工作面通风方式期间发现上隅角瓦斯浓度偏高, 且上隅角瓦斯超限预警, 上瓦斯平均浓度为0. 83% , 瓦斯超限次数较多, 严重制约U型工作面的正常高效生产。

2 工作面瓦斯涌出源的测定

2. 1 单元法测定原理及步骤

采煤工作面是多源多汇的复杂瓦斯流场, 其中瓦斯涌出源主要为: 落煤瓦斯涌出、煤壁瓦斯涌出和采空区瓦斯涌出。为掌握综采工作面不同瓦斯涌出源的具体状况, 分析导致综采面上隅角瓦斯积聚的原因, 有针对性地采取上隅角瓦斯治理措施, 将工作面分成若干个单元, 测定每个单元的瓦斯涌出量、漏风量、进出各断面瓦斯浓度, 然后将各类指标累加合成分析[4]。

采用单元法统计分析工作面瓦斯浓度分布及不同区间瓦斯涌出比例。通过在N1102 工作面布置监测点, 测定工作面瓦斯浓度分布, 得出工作面瓦斯分布规律。测定方案: 沿工作面切巷 ( 长度为300m) 布置20 个测站, 每15 m设一个测站, 每个测点沿回采方向, 在靠近煤壁处 ( a点) 、液压支架过道处 ( b点) 和支架末端 ( c点) 各测定一组数据, 测站和测点布置如图1 所示。测定每个单元进出断面的风量Qin、Qout和瓦斯浓度C1、C2、C3; 并在距采面15 m左右的进、回风巷断面各布置一个测站, 测量各个测点的瓦斯浓度和风量。

2. 2 单元法测定结果分析

根据单元法测定原理, 对N1102 工作面进行现场实测, 测定数据见表1。根据公式计算得出各测站单元的采空区漏风量、采空区瓦斯涌出量、煤壁及落煤的瓦斯涌出量。根据测得数据, 得出N1102 工作面沿走向的瓦斯浓度分布如图2 所示。

由图2 可知, 工作面倾向方向不同位置处, 从煤壁至采空区 ( 支架尾) 瓦斯浓度分布均呈现不同程度的高、低、高的分布趋势, 即在煤壁和采空区之间有一个瓦斯最低点, 最低点的位置在采面的不同位置有所不同, 并且越靠近回风侧 ( 上隅角处) 瓦斯浓度越大, 所呈现的马鞍形曲线的最低点瓦斯浓度与两端差距越大, 故造成上隅角处瓦斯浓度积聚超限。由表1 可知, 进风侧至回风侧工作面瓦斯浓度逐渐增大。从工作面进风侧至工作面中部范围内瓦斯浓度变化较小, 从工作面中部到回风侧瓦斯浓度增加较快, 在靠近回风巷道70 m范围内的瓦斯浓度较高。主要因为在工作面270 m顶板上方存在高抽巷, 顶板裂隙发育, 煤壁涌出的绝大多数瓦斯由于负压作用涌入高抽巷, 且部分工作面的风流和高抽巷沟通。而人行道处风流由于和高抽巷裂隙沟通不明显, 且交换作用小, 瓦斯浓度持续增大。同时在工作面270 m处, N1102 采空区漏风携带的瓦斯量太大, 以至于高抽巷无法完全吸收这部分瓦斯, 所以255~ 270 m处的瓦斯浓度也不断上升。

由图3 可知, 在工作面0 ~ 135 m范围内均有风流漏入采空区, 且工作面瓦斯涌出量一部分被带入采空区; 在150 ~ 300 m范围内采空区有漏风返回工作面, 且漏风量越来越大, 带回工作面的瓦斯量也越来越多; 在255 ~ 270 m范围内的大部分瓦斯, 由于高负压作用进入高抽巷。其余大部分瓦斯进入回风巷, 并流经上隅角, 造成N1102 工作面上隅角瓦斯大量积聚。

综合统计分析可知: ①该工作面煤壁落煤涌出量为6. 60 m3/ min, 采空区涌出量为13. 29 m3/ min, 采空区瓦斯涌出量占工作面总瓦斯涌出量的66. 82% , 说明该工作面上隅角瓦斯治理应重点解决采空区瓦斯涌出的问题。②根据单元法测定结果工作面进风巷距工作面0 ~ 135 m均有漏风, 总漏风量为649 m3/ min。在150 ~ 300 m, 采空区均有漏风返回工作面, 尤其是270 ~ 300 m段 ( 靠近回风巷) , 采空区漏风较大。由此可见, 单靠增加工作面的风量很难解决上隅角瓦斯超限的问题, 而且伴随漏风量的增加, 漏风携带采空区高浓度瓦斯的风流流回工作面时, 将带来大量瓦斯。③由于当前回风巷的高位钻场裂隙孔处于关闭状态; 采空区埋管的抽采负压偏低, 抽采瓦斯浓度低于0. 02% , 抽采纯量不到2m3/ min, 抽采量太低; 高抽巷抽到的大部分瓦斯为工作面漏风所携带的瓦斯, 真正抽采到的采空区瓦斯较少。故采空区瓦斯的有效抽采量偏低, 抽采效果不佳, 亟待找出一种新的上隅角瓦斯抽采方法。

3 移动式插管抽采上隅角瓦斯

由分析可知, N1102 综放工作面回风侧漏风严重且上隅角处存在瓦斯大量积聚, 必须针对上隅角处高浓度瓦斯聚集区制订具体防治措施。目前常用的处理上隅角瓦斯积聚的方法有: ①采空区埋管抽放; ②回采面进风处设置挡风帘, 减少采空区漏风;③改变现行通风方式; ④高位钻孔抽放[5]。但是以上各项措施均有其局限性, 埋管抽放的抽放空间存在间隔很难进行优化调试, 并且抽放管路浪费严重;设置挡风帘容易破损, 且增加操作工作量、干扰增长生产工序; 改变通风方式可能使得通风系统紊乱, 由单元法实测可知增加风量可能会使得采空区漏风进一步增加; 局部高位抽放施工量大, 且对于回采期间上隅角瓦斯超限治理, 其瓦斯抽放能力有限。

针对上隅角瓦斯治理具体问题, 结合现场情况, 笔者提出上隅角移动式插管抽放技术 (图4) , 实施方案为:从N1102回风巷Ø280 mm瓦斯管堵盘处接出2趟Ø108 mm高压管, 进行高负压抽采, 将5m的钢质花管伸入上隅角切顶线以内1.5~2.0 m, 采面每推进5 m拆一次抽放的钢质花管。通过动力装置和牵引装置参照回采工作面推进速度逐渐将瓦斯管从采空区拖出, 保持抽放口位于上隅角最佳抽放位置, 通过截止阀调节抽采负压与流量, 确保抽放效果[6]。

如图5 所示, 采用移动式插管抽采上隅角瓦斯治理效果明显, 抽采期间上隅角瓦斯平均浓度为0. 56% , 杜绝了上隅角瓦斯超限。

通过移动式插管抽采, 实现在回采工作面不同推进速度、不同开采强度的情况下, 上隅角瓦斯连续变流量、变负压抽采; 并且针对上隅角处瓦斯不同聚集地点, 调整抽放最佳位置, 实现瓦斯立体高效抽采, 减少局部瓦斯积聚造成的上隅角瓦斯超限, 较好地保证了回采工作面安全高效生产。通过移动式插管抽放, 减少了上隅角插管抽采施工总量, 降低了管材浪费, 实现了瓦斯抽放管路及设备利用最优化, 取得了较好的经济效益。

4 结论

( 1) 基于回采工作面生产现状, 采用单元法准确测定综采工作面瓦斯浓度沿工作面走向、倾向分布规律, 以及不同瓦斯涌出源涌出量的分布比例, 测量方法简单易行。

( 2) 通过计算分析回采工作面瓦斯来源, 采空区瓦斯涌出量占工作面总瓦斯涌出量的66. 82% , 并且靠近上隅角处是采空区瓦斯漏风的汇集处, 明确上隅角瓦斯主要来源以及瓦斯治理方向。

( 3) 通过多种上隅角瓦斯治理方式的对比分析, 提出移动式插管抽采治理上隅角瓦斯的方式, 抽采期间上隅角瓦斯浓度约0. 56% , 通过抽放管口的优化布置, 实现上隅角最佳抽放点的连续性抽放, 降低了上隅角瓦斯浓度, 保障了回采工作面安全高效生产。

摘要：基于余吾煤业N1102工作面生产及通风现状, 详细论述了采用单元法测定综放工作面瓦斯源涌出比例以及瓦斯浓度分布规律。依据单元法实测数据可知工作面漏风方向、漏风量以及局部瓦斯积聚状况。综合分析上隅角瓦斯积聚来源, 对比分析多种上隅角瓦斯治理方法, 提出基于移动式插管抽采上隅角瓦斯的治理方案。现场工程实践表明, 瓦斯防治效果良好, 并且实现抽放管路资源的高效利用, 具有较好的经济效益。

关键词：综放工作面,上隅角,单元法,移动式抽采

参考文献

[1]杨胜强, 俞启香, 王钦方, 等.单元法测定瓦斯分布及旋转射流驱散积聚瓦斯[J].中国矿业大学学报:自然科学版, 2003, 32 (5) :530-533.

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[3]范满长, 杨胜强, 王国臣, 等.综采面瓦斯来源与浓度分布单元法测定及分析[J].煤炭科学技术, 2004, 32 (3) 23-27.

[4]凌志迁, 杨胜强, 王义江, 等.大采长综放面瓦斯来源及浓度分布测定及分析[J].能源技术与管理, 2007 (2) :1-4.

[5]贾宝财, 刘振宇.U型通风方式采煤工作面上隅角瓦斯处理方法[J].煤炭技术, 2008 (5) :88-89.