浅谈采煤工作面上隅角瓦斯治理

任慧君

摘要：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，煤层开采的深度和广度也在不断增加，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。

关键词：采煤工作面；上隅角；瓦斯；超限；治理方法

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。

1、采煤工作面上隅角瓦斯超限的成因

一般在采煤工作面中，瓦斯主要来自两个方面，其一是来自采煤工作面的煤壁和已经开采下来的煤块，其二则是来自采空区。由于瓦斯是一种质量较轻的气体，因而其常常会聚集在工作面的上空，尤其是在上隅角处。但在正常的采煤作业条件下，一般是不会出现上隅角瓦斯超限现象的。只有在以下几种情况下才会出现上隅角瓦斯超限的问题：

1.1采煤工作面的通风问题

在我国，采煤工作面的通风方式一般都是采用U型通风方式，这种通风方式的会使工作面的空气流动方向分成两个部分，即一部分风流是沿着工作面逐渐流动，将风送入工作面；另一部分则是沿着采空区逐渐流动，将工作面中的空气送入采空区，再流向外界。但若采空区存在一定的漏风通道，就会使采空区的风流再次流向工作面，这样就会使带有瓦斯的空气再次回到作业面，并汇集在上隅角处，造成上隅角瓦斯超限。

1.2上隅角处两面压差较小

在采煤工作面的巷道中，所有的断面都有一定的静压、动压以及位压，这三种压力相互作用的整体压力和就是该断面的全压状态，而两处断面的全压差大小是决定该处风向和风速的重要影响因素。在采煤工作面的上隅角处，其静压与位压几乎相同，因而风流到该处就会发生转弯现象，并且风速会降低，甚至会出现紊流等现象。这样就会使该处的瓦斯很难流向外界，造成上隅角瓦斯超限。

1.3上隅角的风流状态问题

由于采煤工作面的上隅角处即是接近煤壁的部位，又是位于采空区侧的部位，因为该处形成一个拐角，因而经过这里的风流一般风速都很低，甚至局部还可能会出现涡风的风流状态，使得该处聚集的瓦斯很难随着主风流流出工作面外，因而极易形成瓦斯超限。

2、采煤工作面上隅角的瓦斯治理措施

由上述分析我们可以看出，在采煤工作面中，之所以会造成上隅角瓦斯超限，最根本的原因还是在于该处通风性较差，空气流动缓慢，因而极易造成瓦斯聚集超限的现象。为了防治这一问题，在实际的煤矿生产中，必须要做好采煤作业面的通风管理。在此笔者提出了一些关于治理上隅角瓦斯问题的措施方法，以供相关人士参考，具体措施分别如下所示：

2.1在采煤工作面上隅角处设置挡风帘

设置挡风帘能够改变上隅角处的两面压差和风流状态，使工作面中的风流分成两部分，并且将更多的风流引向上隅角处，这样就能够使该处的瓦斯大大稀释，防止瓦斯浓度过大。但需要注意的是这种挡风帘会对开采作业造成一定影响，也不利于长期的工作面顺利通风，因此该方法一般是作为临时治理措施来对上隅角瓦斯进行疏散稀释。

2.2增大回采工作面风量

这样可以使上隅角的风流与工作面的风流加大对流作用，从而携带出大量的瓦斯，达到上隅角瓦斯治理效果。但同时也会造成一定不利影响，即造成邻近采掘工作面的供风量下降，影响矿井通风系统的稳定；使采面风流中的粉尘浓度增加，恶化工作面的工作环境，增大防尘工作的难度；工作面风量过大容易使巷道内的风速超过规定，影响矿井的质量标准化达标。

2.3设置采空区风幛

若能减少进入采空区的风量，则可减少采空区的瓦斯涌出量，使上隅角避免出现瓦斯超限。在工作面采空区一侧，沿切顶排从工作面一出口到上隅角设置风幛，这样就可最大限度地减少进入采空区的漏风量。尤其是在工作面出口处，由于风流进入工作面时在此处直射采空区，所以应保证此区段的风幛封堵严密。可见，这种处理方法可从根本上减少采空区的瓦斯涌出量，但是由于风幛位于采空区边缘，采空区落下的矸石极易将风幛破坏，造成风幛漏风增大；同时由于风幛随着工作面向前推进而逐渐前行，所以增大了工人的操作难度和工作量。

2.4安设安装局部通风机

在工作面内，距采煤工作面上隅角10-15m的位置，安装一台5.5KW或2×2.2KW的小局扇，用胶质风筒将风引到回风上隅角，在采煤工作面上隅角位置形成正压区，通过局扇引入新鲜风流稀释采煤工作面上隅角瓦斯，使该处瓦斯浓度降到规定以下，该局扇随着工作面的前移而移动。

2.5建立采面尾排系统

沿工作面回风巷（采空区）铺一趟非金属的管子，可以使用水泥体。该管子与回风系统相连通（不是与采煤工作面的回风巷），在采煤工作面上隅角处形成一个负压区，使采煤工作面上隅角处瓦斯沿管子流向回风流。

2.6三相泡沫擠压工作面上隅角瓦斯

采用三相泡沫技术，用三相泡沫挤占瓦斯占据的空间来降低瓦斯浓度，三相即水、灰、氮气，灰可采用黄泥、煤碳发电的炉渣等材料，水灰比（质量比）1：4：1。该法具有处理速度快，效果明显的特点。

2.7改变通风方式

我国煤矿的通风方式大部分采用上行风，由于采煤工作面涌出的瓦斯比空气轻，其自然流动的方向和上行风的方向一致，在正常风速（大于0.5～0.8m/s）下，瓦斯可能出现分层状流动和局部的瓦斯积存，容易造成瓦斯上隅角积聚，下行风的方向与瓦斯自然流动方向相反，二者易于混合且不易出现瓦斯层状流动和局部积存的现象，能防止上隅角瓦斯积聚，但在相关规定指出，有煤（岩）与瓦斯（二氧化碳）突出危险的采煤工作面不得采用下行通风。所以在运用下行通风时，必须慎重。

3、结语

总之，在采煤工作面上隅角的瓦斯治理中，采用上述方法并不是根治瓦斯超限的方法，而都是一些临时性急救措施。要想真正解决上隅角瓦斯超限问题，就需要开采解放层，提前进行巷道抽排或预抽，使煤层瓦斯含量降到8m³/t以下，其它的方法都具有不可确定性和不稳定性；所以治理上隅角瓦斯应提前考虑、提前施工，早投入，早见效。