上隅角瓦斯治理

上隅角瓦斯治理（精选7篇）

上隅角瓦斯治理 篇1

为了使井下临时瓦斯抽放系.统充分发挥作用, 更好的治理瓦斯, 根据《煤矿安全规程》、《煤矿瓦斯抽放规范》结合我矿的实际情况, 制定回采工作面上隅角管理措施。

1 上隅角挡风帘使用措施

回采工作面上隅角挡风帘必须按规定悬挂, 任何工作人员不得无故取下, 每一回采队必须由指定专人负责挡风帘的安设与悬挂, 值班矿长负责管理工作。挡风帘处支护改变时, 必须由瓦检员在场监测, 瓦斯不超限才能进行工作, 严禁无挡风帘超限作业。工作面人员通过挡风帘后, 必须把挡风帘挂好, 保证有足够的风量冲淡上隅角瓦斯, 挡风帘损坏严重时须及时予以更换, 挡风帘出现破口时应及时修补, 保证挡风帘完好。当上隅角瓦斯浓度接近1%时, 使用挡风帘不能将其冲淡时, 必须采取抽放措施进行处理。

2 井下临时瓦斯抽放系统

抽放泵司机必须由责任心强, 并经专门培训、考试合格者担任。抽放泵司机要严守工作岗位, 认真监视抽放泵及各种仪表的运行状况, 在正常情祝下对瓦斯浓度和抽放负压的检查每小时不少于1次;异常情况下, 要随时检查瓦斯浓度和抽放负压并做好记录。发现瓦斯浓度和抽放负压急剧变化时, 泵站司机应立即采取降低负压, 稳定瓦斯浓度的措施, 并立即向矿调度室和通风区汇报。保证抽放泵的供水, 无水严禁开泵, 停水必须停泵, 启动或停止抽放泵必须按照安全技术措施的规定进行, 当抽放的瓦斯浓度、负压和抽放泵轴承温度、真空度、流量变化大时, 首先进行检查处理, 需停泵时, 及时停止抽放泵运转。

抽放泵停止运转时, 必须立即向矿调度室和通风区汇报, 将所有影响地区的全部人员撤出、并切断电源。如抽放泵或抽放泵房内瓦斯管路泄漏, 甲烷传感器报警, 应适当调节抽放泵房的供风量 (但时间不宜过久, 以甲烷传感器不报警为止, 防止引起其它地方瓦斯超限) , 当瓦斯浓度达到1%时, 停止抽放泵运转并切断其电源。如因供气压力太高或供水量小, 导致气水分离器出水口漏气, 则调整供气压力或加大供水量。如因真空泵泄漏或其它原因, 则必须停泵检修, 发生以上情况泵站司机必须及时向矿调度室和通风区汇报。

每班由瓦斯检查员用光学瓦斯检测仪对抽放泵站回风侧风流中的瓦斯和二氧化碳浓度检查1次, 并与该处甲烷传感器的数据进行对照, 并留有记录:当两者读数大于允许误差时, 先以读数较大者为依据, 采取安全措施并必须在8小时内对两种设备调校完毕。如气水分离器不出水但抽放泵有水或抽放泵无水, 必须安全技术措施的规定停止抽放泵运行, 进行处理, 并通知通风区。

抽放泵站内必须备有消防器材:沙箱一个, 体积不小于0.5m3, 并储满消防沙;灭火器两个, 消防锹两张。消防物品严禁挪作他用:消防器材由抽放泵房负责人按照消防有关规定定期检查、更换。严格按照安全技术措施的规定启动和停止抽放泵运行。瓦斯抽放泵站必须有直通矿调度室的电话和检测管道内瓦斯浓度、流量、压力等参数的仪表。瓦斯抽放泵站进风流中必须设置甲烷传感器, 报警浓度≥0.5%CH4、断电浓度≥1.0%CH4、复电浓度<0.5%CH4���, 断电范围:瓦斯抽放泵站电源。瓦斯抽放泵站内所有机电设备必须完好, 严禁失爆。严禁带电作业, 泵运转时严禁对其进行维护。瓦斯抽放管路应牢固地固定在巷道的一侧, 必须接口严密不漏气, 布置要平直。管路的最低点须按设放水装置, 每隔50米或转弯处应设置“瓦斯管路, 注意保护”等字样的警示性标志牌。采取措施, 控制瓦斯抽放量和抽放管路出口处的风量, 以保证排放到回风道内的瓦斯经风流稀释后不超过《煤矿安全规程》的规定。

抽放的瓦斯排入回风巷时, 在抽放管路出口处必须设置栅栏、悬挂警戒牌等。栅栏的设置位置是:上风侧距管路出口5米、下风侧距管路出口30米, 两栅栏间禁止任何作业。

抽放管路出口下风侧栅栏外设置甲烷传感器, 报警浓度≥1.0%CH4;断电浓度≥1.0%CH4;复电浓度<1.0%CH4;断电范围:抽放泵及其开关。抽放管路严禁与带电物体接触。抽放管路指定专人负责进行检查, 抽放管路保证每天检查一次, 并做好记录。检查内容:备用管路、胶管、三通是否齐全、抽放管路进口位置是否合适;测压嘴堵头是否齐全 (用胶管时应栓住) ;管路是否漏气, 巷道变形对管路有何影响, 低洼处是否有积水、放水器是否有水等等, 发现问题及时处理并向通风区汇报。每天必须有专人进行放水, 放水次数以管路中无积水为原则。如水量较大, 须增加放水次数和班次。由于巷道变形造成管路出现下沉, 有可能积水的, 须将管路吊平, 否则, 必须断开管路进行放水, 然后在此处安装一个放水器。

瓦斯员每班在抽放管路出口下风侧栅栏外对巷道风流中的瓦斯和二氧化碳浓度检查一次, 并与该处甲烷传感器的数据进行对照, 并留有记录, 当两者读数大于允许误差时, 先以读数较大者为依据, 采取安全措施并必须在8小时内对两种设备调校完毕。瓦斯员每班对抽放管路出口处两个栅栏的完好情况检查一次, 发现问题及时处理、汇报。

进行抽放管路续接、更换、维修工作时必须执行以下措施:作业时, 必须停止抽放泵运转, 此工作须由两人以上共同完成, 其中必须有一人专职检查瓦斯, 作业地点附近20米范围内风流中瓦斯浓度不得超过1.0%, 作业地点抽放管路开口处0.2米以外的局部瓦斯不得超过2%。否则要停止作业, 进行处理。进行瓦斯管路续接、更换、维修时, 可分组作业, 但两个作业地点的距离必须大于20米。禁止在任何无风或微风的巷道内进行此工作。

作业时必须将10米以内的电器设备 (不包括该作业电器) 停止供电。必须保证作业地点风流中的瓦斯不得超过1.0%。必须使维修段管路充分换气, 使管内的瓦斯浓度与巷道风流中的瓦斯一致。作业完毕后必须对延伸、更换、维修管路的气密性进行检查, 合格后汇报通风区值班室启动抽放泵。在抽放管路出口下风侧栅栏外附近工作的单位班长必须携带便携式瓦斯报警仪, 巷道风流瓦斯超限报警时, 施工单位要立即通知通风区停止抽放工作, 并切断抽放泵电源。

3 结束语

我矿对回采工作面上隅角瓦斯治理采取了相关措施, 达到了预期目的, 为以后的安全生产打下了一定的基础。

采煤工作面上隅角瓦斯综合治理 篇2

关键词：采煤工作面,上隅角,瓦斯抽放

1 概述

张新煤矿井田位于鸡西煤盆地南部条带中部的主背斜的南翼, 共有30个煤层, 11个可采煤层.立井是多水平开拓, 一水平是一对立井和分区斜井联合开拓, 二水平为暗斜井延深。井田内按断层自然划分为七个采区, 设计生产能力及核定能力为60万吨/年, 巷道掘进均采用钻爆法, 采煤工作面都是走向长壁后退式, 工作面使用单体液压支柱支护, 采空区处理为全部陷落法。自移交生产以后, 从1967年开始有瓦斯煤尘鉴定成果表, 从历年瓦斯鉴定情况可以看出, 自1972年鉴定为高瓦斯矿井后, 以后一直是高瓦斯矿井, 相对瓦斯涌出量和绝对瓦斯涌出量的总趋势是上升的, 说明随着开采深度的增加, 瓦斯涌出量是逐渐增加的。张辰煤矿瓦斯治理工作从2005年采用了仰角抽放技术, 顶板仰角钻孔抽放瓦斯技术治理瓦斯, 取得一定的经济效益, 但由于受仰角钻孔利用率低塌孔影响, 瓦斯治理问题没有从根本上解决。特别是西三采区3#, 垂深达800米, 上下巷矿压显现特别明显, 顶底板及两帮的移近量大, 巷道变形严重, 造成钻孔塌孔、移位、及错位而报废, 影响抽放效果。西三采3#右四巷采面倾斜180米, 采高2.2米, 倾角13°, 绝对瓦斯涌出量为27.31m3/min。上行U型通风。工作面风量为1000m3/min。

抽放方式选择:

根据以往的抽放及矿压显现规律, 确定应用倾角钻场及高位钻场进行抽放。仰角钻场在切眼外每50米设置, 间隔50米设一高位钻场。交替进行抽放。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, 使采空区的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, 再排放到排风巷中。从而减少上隅角及采空区的瓦斯涌出, 达到降低上隅角及回风流中的瓦斯浓度的目的。顶板钻孔抽放的钻场布置在上巷, 钻场间距为100米, 仰角钻场规格为长×宽×高=4.5×3×2 (米) , 每个钻场布置8个钻孔, 孔径为Ф60mm, 孔深50米, 呈水平仰角扇形布置, 仰角在12~16°之间。钻孔终端距煤层顶板15米左右, 钻孔终端距上巷水平距离控制在20米以内, 将钻孔口用钢管聚铵脂封好, 安上抽排管路即可开始抽放。高位钻场设计在顶板以上16米处。规格为5米×5米×2.6米, 孔径为Ф60mm, 孔深100米, 呈水平扇形布置钻孔终端距煤层顶板15米之上。钻孔水平距上巷10米。示意图如下:

抽放系统选用两台固定式地面集中抽放, 抽放主管路为Ф400mm, 采区管路为Ф200mm负压进行抽排。

2 抽放效果分析

2.1 瓦斯抽放效果显著, 抽放流量为m3/min, 平均抽放瓦斯每天为m3/min, 转角瓦斯控制在0.8%以下, 回风流的瓦斯浓度控制在0.5%。实现高位、仰角及风排瓦斯的综合治理。

2.2 作面进风的废弃巷道该闭的闭、该堵的堵, 并做到密闭必须封严, 保证质量。并把原设计风量1000m3/min提升到1200m3/min。

(1) 实行监测监控。

为确保安全生产, 有效地控制瓦斯, 在工作面、回风上巷、排瓦斯尾巷、抽排瓦斯泵设置安全监测断电装置, 上隅角增设便携式瓦斯检测报警仪;同时每班工作面配备专职瓦检员, 对工作面上隅角及回风巷进行定期定点检查, 并对监测装置及时校核, 每班有专人进行维护, 保证监测数据准确。

(2) 加强上出口风幛的管理。

为了保证挂风幛的质量, 作业规程对风幛要求专门作了明确规定, 由瓦检员监督检查, 当班队长负责风幛的挂设和维护, 在机尾作业时, 将风幛保护好, 并在工作面备用一条风幛。

(3) 杜绝上隅角处有铁器磨擦。

为防止上隅角产生火花, 在上巷超前支护地段提前拆卸锚索、锚杆托盘;同时每班对超前支护20米至上隅角处进行洗尘, 每天对回风上巷洗尘一次, 保持处于潮湿状态。

(4) 加强回风上巷的机电设备防爆检查。

每班由专职电钳工对采面回风巷中的机电设备进行防爆检查, 并落实责任, 保证回风流中的机电设备达到防爆要求。

(5) 效果情况。

顶板打8个钻孔, 用单台泵抽放时, 每个钻孔瓦斯浓度一般在10%~60%之间, 抽排管抽出的瓦斯绝对量大于9m3/min, 且与工作面生产互不影响, 不出现回风超限问题, 有效地解决了采煤工作面上隅角瓦斯积聚问题, 保证了回采工作面的安全生产。

(6) 存在问题。

首先在采煤工作面过钻场时, 要加强顶板管理和钻场管理, 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。

(7) 加强监督与管理。

治理瓦斯是天字号工程, 任何人、任何时候都不能掉以轻心, 认真落实“三全”抓安全的理念, 特别是加强瓦检员和抽排泵司机的管理, 加强监督与检查力度, 做到严看严守, 丝毫不能出现纰漏;对钻场施工人员要加强培训与监督, 保证钻场的施工质量。

(8) 结论。

利用采煤工作面在推进过程中, 工作面前、后、上方一定范围内的顶板形成许多纵、横向裂隙, 为煤体内的卸压瓦斯和工作面内、采空区的游动瓦斯, 提供了升浮和储存空间。然后用抽排泵, 通过负压抽排, 将这部分瓦斯源源不断的连续抽出, 排放到主排风道中, 使之不在上隅角积聚, 工作面回风流中瓦斯也不超限, 使采煤工作面可以连续正常生产, 比其它治理瓦斯的方法更有效、更安全。

(9) 治理效果。

上隅角瓦斯治理 篇3

1 概况

红梁井田地质构造简单, 只有汝箕沟向斜贯穿该井田, 未发现褶曲和断裂构造。井田含煤地层为下侏罗系汝箕沟组, 其中矿井瓦斯赋存主要表现为东翼高, 北翼低。其中东翼A煤层总厚度为20.34m, 瓦斯赋存量约1.2亿m3以上, 为高瓦斯、低二氧化碳矿井。A煤层分九个分层开采, A-1采煤工作面于2007年3月接续开采, 该工作面采高2m, 采用走向长壁倾斜分层金属网假顶全部垮落式炮采采煤法, 工作面采用U型通风方式, 两进一回。开采过程中, 随着采空区面积不断增大, 采空区暴露的其他八个分层瓦斯涌出量不断增加。经测定, 工作面风排瓦斯量达10m3/min, 采空区瓦斯涌出量达7m3/min。虽已采取增加风量、本煤层瓦斯钻孔抽放和采用引风帘排放上隅角瓦斯, 但该区域采煤工作面上隅角瓦斯经常处于临界状态, 不但造成经常停工而且给安全生产带来了严重危害。

2 采煤工作面瓦斯来源分析

瓦斯在煤层中以游离或吸附状态存在, 随着煤层的开采, 对煤层的层理结构造成破坏而释放和分散在开采空间, 形成瓦斯涌出现象。煤层被采出后, 煤层上覆的顶板塌落, 形成冒落带和岩层的断裂带裂隙带, 由于卸压作用, 周围瓦斯由高压带向低压区域空间进行扩散, 释放到采空区或开采空间, 形成临近瓦斯。根据红梁矿井的地质条件, 分析A采煤工作面风流中瓦斯来源由3部分组成:1) 采煤工作面新暴露煤壁的瓦斯涌出;2) 工作面割煤时煤体释放的瓦斯;3) 采空区瓦斯, 其瓦斯来源有两方面, 一是采空区残留煤体, 二是来自受采动影响的临近煤层和围岩。利用壁罩法实测回采过程中工作面瓦斯涌出量占总瓦斯涌出量的比例分别为:10%～20%、20%～30%、50%～65%。

3 采煤工作面上隅角瓦斯超限的原因分析

3.1 采煤工作面的通风方式

红梁矿井采用“U型”通风方式, 此种通风结构, 对了解煤层赋存情况, 掌握矿井瓦斯, 火灾的发生与发展规律, 较为有利。由于巷道维护在煤体中, 因而巷道上的漏风率较少, 但容易使上隅角出现瓦斯积聚现象。在U型通风条件下的采空区风流流动规律, 如图1所示, 风流从工作面运输巷向工作面切眼流动, 其中较少一部分向采空区流动, 大部分沿工作面流动, 从工作面向采空区深部剖面看, 采空区瓦斯同时受风流和扩散的双重作用, 在上隅角处工作面风流突然改向, 流速改变, 采空区的漏风呈现抛物线状, 深部瓦斯由此带出采空区。因此, 在工作面上隅角交汇处, 上隅角瓦斯浓度较高。综采面上隅角顶板不能及时完全冒落, 往往存在1～3m的空顶, 加剧了流入采空区的风量。上隅角空顶距越大, 采空区流入的风量越大, 积聚的瓦斯量就越多, 上隅角积聚瓦斯超限的可能性越大。

3.2 工作面上隅角的风流状态

采煤工作面上隅角靠近煤壁和采空区, 风流经过工作面顶端时, 由于巷道突然垂直转弯, 靠近煤壁的风速降低, 工作面上隅角局部地区出现涡流现象。靠近采空区边界, 涡流的时均速度和脉动速度都等于零;相反, 涡流区内时均速度和脉动速度都相对较大, 但由于风流的涡流运动形式, 含瓦斯风流处于涡流之中, 难以进人主风流, 从而使上隅角瓦斯容易发生积聚, 如图2所示。若工作面上隅角出现滞后回柱, 除上隅角存在的涡流区外, 在靠近切顶排出会出现微风区, 采空区漏出的瓦斯在此处积聚, 更容易形成上隅角的瓦斯浓度超限。由于瓦斯比空气轻, 所以从顶板到底板过渡瓦斯浓度呈现递减趋势, 顶板处瓦斯浓度最高。

3.3 工作面上隅角处存在的压差

相对于空气而言, 采空区内瓦斯气体比空气的密度小, 当具有高差时产生“瓦斯风压”的自然上升力, 必然使采空区内含高浓度瓦斯的空气向上隅角运移, 使上隅角成为采空区高浓度瓦斯集中涌出的地点, 这也是上隅角成为工作面采空区瓦斯集中涌出和局部积聚超限的重要原因之一[4]。目前, A工作面处于俯斜开采阶段, 采空区较工作面略高, 而瓦斯比空气密度小, 扩散作用使得瓦斯由地势低的地方向地势高的地方运移。回采过程、围岩和采空区两侧煤体受采动影响释放的瓦斯释放到采空区, 使得采空区瓦斯不断积聚, 形成越向采空区深部瓦斯积聚浓度越大的情况。

4 上隅角瓦斯治理技术

4.1 设置临时风障

风障导风稀释上隅角瓦斯是最早使用的一种简便方法。当采面隅角出现瓦斯超限时, 在靠近上隅角处设置风障, 增加上隅角风量, 改变上隅角涡流状态, 稀释上隅角瓦斯浓度, 这样可以改变上隅角风流路线, 从而使得进入上隅角新鲜风流改变涡流状态, 达到了冲淡、稀释瓦斯, 防止发生瓦斯在上隅角超限的目的[1]。根据现场观测发现, 采用挡风帘后, 上隅角的CH4浓度很快降低。但是由于风障的存在, 给回采带来诸多不便, 如上隅角附近打柱、翻柱、出口行人、运料等等受到一定影响。一旦风障的风筒布被破坏, 上隅角瓦斯很快升高, 导致上隅角瓦斯超限, 这样一高一低现象, 极其不稳定, 给安全生产带来了很大隐患。因此, 这种方法不是太理想的方案, 不适应高产高效工作面, 常常作为临时应急措施。

4.2 增大回采工作面风量[3]

工作面风流对上隅角涡流区积聚瓦斯的驱散, 主要靠工作面风流与上隅角瓦斯积聚区间的空气对流和主风流的扩散作用, 增大采面风量, 使上隅角积聚区风流与工作面主风流的对流作用加大, 随着风量的提高, 负压增大, 采空区的风流速度加大, 使采空区的瓦斯流线延深, 加强了风流与采空区内的瓦斯的交换, 从而使携带出的瓦斯量增大。

4.3 安设局部通风机

当采煤工作面隅角出现瓦斯超限时, 在工作面内, 距采煤工作面上隅角10～15m的位置, 安设一台专用抽出式局部风机, 风筒入口位于采面隅角[5]。在采煤工作面上隅角位置处形成正压区, 通过局部引入新鲜风流, 上隅角的高浓度瓦斯可尽快地进入风筒内部, 经风机排入回风巷, 从而达到及时稀释采煤工作面上隅角瓦斯浓度的目的, 同时通风机随着工作面的前移而移动。

4.4 安设风、水引射器

目前, 此项技术需借助风、水作为动力源, 且风水动力源必须可靠, 一旦风水停止, 上隅角会很快造成瓦斯积聚, 此项技术尚无借鉴之处, 有关技术参数及技术成熟程度难以考证。

4.5 利用尾巷排放瓦斯

在回风巷的采空区设置一段专为排放采空区瓦斯的尾巷, 把工作面风流分成两部分, 一部分冲洗工作面冲淡开采层的瓦斯, 另一部分漏入采空区, 冲淡上隅角附近采空区的瓦斯, 改变采空区瓦斯流向, 使上隅角的瓦斯积聚点移到工作面20m以外。此种方法, 靠风排作为动力来改变瓦斯流动路线, 减少了上隅角瓦斯涌出, 解决了上隅角瓦斯超限的问题。

4.6 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《煤矿安全规程》第一百一十五条规定, 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。根据红梁井实际, 采区巷道确定下来, 采用下行通风很难实现。

4.7 顶板抽放法

顶板抽放就是顶板裂隙带抽放, 又称高位钻孔瓦斯抽放, 利用工作面回采动压力形成的顶板裂隙作为通道, 来抽放工作面煤壁卸压瓦斯、上隅角部位顶部积存瓦斯和邻近层卸压瓦斯等[1,2,5]。它不仅可以拉动采空区内的瓦斯运移方向的改变, 还可减少向回风流的涌出量, 切断采空区瓦斯涌向工作面上隅角的通道, 从而降低工作面上隅角的瓦斯浓度。顶板抽放采空区瓦斯对治理上隅角瓦斯积聚超限起到治本作用。

一些高位钻孔实现了超前抽放, 即工作面距离钻孔孔底还有一定距离时, 便能抽出高浓度瓦斯, 说明煤壁支撑影响区内煤层顶板已有裂隙作为瓦斯通道。这部分瓦斯显然是煤壁中原始煤体释放的, 随着采动影响工作面煤壁卸压形成瓦斯解吸, 解吸的瓦斯又通过煤壁裂隙流入抽放钻孔, 这是高位钻孔能抽到高浓度瓦斯的原因。

5 方案实施

由于采空区瓦斯大量涌出导致上隅角瓦斯超限, 对A采煤工作面已采取增加风量、本煤层瓦斯钻孔抽放和采用引风帘解决上隅角瓦斯, 但是, 上隅角瓦斯仍达到1%。由于采用本煤层瓦斯钻孔抽放无法在短时间内解决采空区瓦斯涌出量大的问题;如果采用采空区抽放、高位巷抽放、高位钻孔抽放或抽放巷抽放, 准备阶段工程量大, 时间长, 同样无法在短时间内发挥有效作用。因此, 决定在采用增加风量和本煤层钻孔抽放的同时, 利用抽排风机对采空区瓦斯进行抽排, 如图3所示。

1) 采空区瓦斯抽排:从A采煤轨道巷每隔一定距离 (80～100m) 向A-1采煤风巷施工一条联络巷, 待工作面采过联络巷15m后, 在联络巷口施工一道永久挡风墙, 挡风墙中部装设直径760mm刚性风筒, 外接直径800mm伸缩风筒至18.5kW抽排风机, 抽排风机安设在A采煤北轨道巷, 抽排风机出风侧接800mm直径软风筒, 开启抽排风机, 将采空区瓦斯直接排入风井。

2) 上隅角瓦斯抽排:在回风巷安设抽排风机 (距上隅角50m以上) , 风机负压侧接硬质风筒或伸缩风筒至上隅角 (切顶排以里) , 上隅角采用风筒布做成风障, 将上隅角采空区瓦斯封闭起来, 防止瓦斯漏入工作面, 同时可提高抽出效果。正压侧接软质风筒至风井, 开启抽排风机。

将上隅角瓦斯直接排入风井, 为控制风筒内的瓦斯浓度在2.5%以下, 在抽排风机负压侧, 安装抽排瓦斯浓度调节装置, 通过开关面积的大小, 从而改变掺入“新风”的风量, 使排放瓦斯风筒内瓦斯浓度不超限。

6 认识

1) 通过对A采煤工作面采取增加风量、本煤层瓦斯钻孔抽放、采用引风帘解决上隅角瓦斯、采空区瓦斯抽排和上隅角瓦斯抽排综合治理技术, 该工作面风排瓦斯量降低到4m3/min, 上隅角瓦斯没有出现瓦斯超限现象, 保证了A-1采煤工作面的顺利安全开采。利用移动式瓦斯抽放泵站进行工作面瓦斯抽放是瓦斯防治治本的主要手段, 可以彻底解决上隅角瓦斯超限问题, 并且抽放管路埋入工作面采空区, 对工作面采煤工艺影响不大。

2) 上隅角瓦斯治理必须进行详细的原因分析, 结合现场实际情况, 根据工作面的瓦斯涌出量采取针对性的综合措施。治理上隅角瓦斯的根本方法应该是:高位抽放或预抽、尾排和上隅角瓦斯抽排。一旦上隅角出现瓦斯超限, 立即在采面上隅角挂风帘、安挡风障;增大工作面的进风量、调高工作面的压差, 检查与该工作面相关的所有密闭是否漏风, 若漏风及时进行封堵等。

参考文献

[1]张传喜, 马丕良.浅析采煤工作面上隅角瓦斯超限的几种处理方法[J].煤矿安全, 2008, 19 (3) :78-81.

[2]王康健, 宋成长, 梁加红.顶板定向钻孔抽放技术在综采工作面的应用[J].煤矿安全, 2008, 20 (1) :42-45.

[3]迟春晓, 房旭刚, 唐新建.综放工作面上隅角瓦斯超限的研究与处理[J].内蒙古煤炭经济, 2007, 17 (6) :96-98.

[4]石琨.高瓦斯综采工作面分源治理技术[J].矿业安全与环保, 2009, 21 (8) :167-169.

[5]刘彦斌.综放面初采期瓦斯治理技术研究与实验[J].矿业安全与环保, 2004, 31 (6) :13-15.

上隅角瓦斯治理 篇4

A矿为低瓦斯矿井, 瓦斯相对涌出量5.1 m3/t, 通风方式为中央分列式通风, 煤层为易自燃煤层。3301回采面选用长壁机械化开采方式, 垮落法管理顶板, 回采面倾向长140 m, 走向长1 500 m, 主采煤层为3#煤, 煤层厚度1.5 m~2.6 m, 倾角5°。回采作业时, 自开切眼推进50 m出现上隅角瓦斯积聚现象, 故对此开展针对性治理。

1 瓦斯分布规律与超限原因分析

1.1 瓦斯浓度分布规律

沿回采面倾向, 瓦斯浓度自进风巷到回风巷呈现逐渐升高趋势, 其中回采面上部瓦斯浓度增加梯度高于中下部;在回采面煤壁垂直方向, 自煤壁至采空区, 瓦斯分布呈现“高到低—低到高”的变化, 且会随着生产工艺的变化发生一定改变。此外, 上隅角瓦斯积聚量明显高于其它位置, 其中上隅角煤壁处瓦斯浓度最大[1,2]。

1.2 瓦斯超限原因

a) 回采风流运动影响。回采面上隅角临近煤壁与采空区, 风流运移速度较慢且局部存在涡流, 使得采空区瓦斯涌出后难以有效进入主风流中。同时涌出瓦斯受涡流影响在上隅角处循环运动发生积聚, 进而引起上隅角瓦斯浓度的超限;b) 回采面支架滞后。回采面支柱回撤速度较慢, 导致上隅角靠近切顶的位置出现局部微风区, 瓦斯自采空区涌出时在此发生聚集, 导致上隅角瓦斯浓度超限[3];c) 上隅角存在压差。井下通风系统中, 某一断面的全压差对通过风流的速度及方向有决定性影响。回采面上隅角处两端面静压与位压均完全一致, 但风流速度不一, 这使得回采面风流通过此处时会发生转弯, 从而导致风流速度减缓, 一旦两端面风流速度差过小, 甚至出现无速度差, 则瓦斯将发生积聚, 且难以通过风流排出[4]。

2 均压通风应用分析

3301回采面上隅角瓦斯主要来源为采空区瓦斯涌出, 这是由于采空区漏风通道在压差影响下所致, 因此立足现场实际, 设计通过“局部风机+调节风窗”的均压通风技术对上隅角瓦斯积聚现象进行治理。为增大回采面风压, 于回采面进风巷中布设调压风机, 通过风门对风机进风口和排风口进行控制;同时在回风巷中布设调节风窗, 则二者间的区域便是均压系统升压区。当风机运行时, 通过对调节风窗过风面积的调控, 便可调控升压区内风压, 风窗过风口面积同区域内风压大小存在反比关系。借由这种技术, 可改变回采面通风压力分布, 减小采空区漏风通断两端压差, 进而降低瓦斯涌出, 实现对瓦斯积聚现象的有效控制[5]。

2.1 均压系统构建

立足现场实际, 构建“局部风机+调节风窗”均压通风系统, 其布设后压力坡线示意图如图1所示, 通过对回采面风压的提升, 减小采空区漏风通道两端风压, 从而降低瓦斯涌出量, 避免其在上隅角的聚集。

2.1.1 设备选型与参数设计

回次采面通风量:根据回采面风速及工作气温对其通风需求量进行计算, 其计算公式如下式所示:

式 (1) 中, V为回采面风速, m/s;S为回采面断面面积, m2;K为回采面长度调整系数, 取值1;Q为回采面作业总需风量, 计算可得3301回采面作业总需风量为590m3/min。

调节风窗面积:井下通风选用负压式通风法, 回采面同地面存在500 Pa~1 500 Pa的压差, 因此为有效抑制采空区漏风量及瓦斯涌出量, 通过回风巷风门调节后, 其前后压差也应介于500 Pa~1 500 Pa间, 设所需风窗最大面积为S, 则:

式 (2) 中, Q为回采面通风量, m3/s;S回为回风巷断面尺寸, m2;hw为回风巷风门阻力, Pa。

结合作业现场实际, 通过公式计算可知所需风窗最大面积S为0.56 m2, 因此调节风窗设计面积为0 m2~0.56 m2。

局部通风机:回采面通风需求量为590 m3/min, 系统漏风总量为310 m3/min, 所以局部风机供风量不得小于900 m3/min, 风压应控制在500 Pa~1 500 Pa之间。鉴于此, 所用局部通风机选用型号为FBDN0.8.0/2×45k W的对旋式局部通风机[6]。

2.1.2 均压系统布设

在回采面进风巷内布设密闭墙两道, 间隔5 m, 密闭墙上布设行人风门, 并于其外侧安装局部通风机, 风机出口由通风管道连接至密闭墙内侧, 从而对回采面进行正压通风, 其布设结构示意图如下图2所示。

在回风巷末端构建密闭墙两道, 间隔5 m, 密闭墙上布设行人风门与调节风窗, 通过对风窗面积的调控实现对回采面风压的控制, 密闭墙外侧布设“U”型水柱计一个, 对密闭墙内外压差变化进行实时监测, 其结构示意图如下图3所示。

为确保回采面风压调控效果, 风机布设完毕后必须对其通风量及两端压差进行实际测量, 并结合巷道风阻, 求得回采面回风巷压力坡度线, 明确风路各点增压值。若果增压值不足, 则需更大风量的局部通风机;若增压值偏大, 则可通过减小通风面积进行调控。

2.2 均压系统应用效果分析

下图4所示为回采面采用均压系统前后压力分布示意图, 采用均压系统后, 回采面风压提升450 Pa~500 Pa。

实际使用中, 上隅角出现瓦斯超限现象后, 通过开启局部均压系统, 调节风窗面积至0.22 m2, 回采面风量增加至600 m3/min。此时, 回采面上隅角CH4浓度降低至0.25% (均压前0.9%) , CO2浓度降低至0.6% (均压前2.1%) , 回风巷风门水柱计显示器压差为750 Pa, 这些数据均充分表明, 采用均压通风系统后, 回采面风压得到限制提升, 采空区漏风通道压差获得降低, 瓦斯涌出量显著缩减, 上隅角瓦斯积聚现象得到有效控制。

3 结语

瓦斯积聚现象作为威胁煤矿井下生产作业的主要灾害之一, 长期以来一直是矿井生产安全管理的重中之重。矿井技术人员针对矿井井下瓦斯涌出特点, 采取针对性的防治措施, 实现对瓦斯灾害威胁的有效消除, 不仅有利于保障井下生产的持续、安全开展, 同时也有助于矿井经济效益与社会效益的双赢。

参考文献

[1]李煜炜, 李晓兵.均压通风技术在防治瓦斯中的应用[J].煤炭技术, 2004 (9) :59-60.

[2]朱巍.采取均压通风进行瓦斯防治[J].煤矿现代化, 2007 (2) :29.

[3]孙福龙.均压通风技术在高瓦斯易自燃煤层开采中的应用[J].能源技术与管理, 2014 (3) :49-51.

[4]张会平, 赵耀江.均压通风治理综采工作面上隅角及回风流中的CO[J].山西煤炭, 2011 (6) :53-54.

[5]孟清华, 李斌, 刘虎生.均压通风技术在补连塔矿22306工作面的应用[J].煤炭技术, 2014 (10) :66-68.

上隅角瓦斯治理 篇5

一、综采工作面上隅角出现瓦斯超限现象的原因

1. 采面上隅角部位的压强差是造成瓦斯超量的原因之一

在上隅角部位任何一个断面中都会存在压强, 其中包括动压、位压以及静压, 这几种压强之和一般被称为全压, 在一定程度上, 它决定了风力的流向以及速度。因为在上隅角部分两面的位压和静压强度是相同的, 而风速却存在一定差别, 在上隅角转弯部位风向会发生一定的转变, 因此速度会得到一定的消解, 在速度差的影响下, 甚至会出现紊流的现象, 因此在很大程度造成瓦斯含量超限的状况。

2. 采面上隅角的风力流动状况也是造成瓦斯含量超限的重要原因

从整体上看, 采矿区的上隅角部位与采空区和煤壁较为接近, 因此这个地方的风速会很小, 甚至有些地方会出现涡流的现象。这些问题会制约采空区瓦斯含量的散发, 而导致大量的瓦斯聚集在涡流区域, 造成瓦斯含量超标的现象。如果在工作面上隅角出现滞后回柱的现象, 也有可能会出现微风区, 这个部位同样也是最有可能发生瓦斯超限的位置。

3. 采面上的通风方式会对瓦斯的含量产生很大影响

在采煤工作中, 有很多种通风方式, 例如:“U”形、“Z”形、“Y”形、“W”形、“H”形等等, 但是在我国目前的技术水平下, 第一种“U”形的通风方式应用的比较频繁, 也得到业界人士的广泛认可。

在“U”形通风方式中, 瓦斯的流动方向会随着工作面的方向而运动;从采面的深部剖面方向看, 采空区内部的瓦斯会是一个近似抛物线的形状, 从进风巷的方向观看回风巷剖面的时候, 瓦斯会是一个近似于一元一次方程的直线形状, 将会在上隅角的地方达到最大程度。

在“U”形通风方式中, 进入工作面的风力将被分为两个部分, 其中一部分会跟随者工作面而运动;而另一部分有可能会随着流线的方向而流动, 当风力深入到采空区的时候会发生倒流返回到工作面上, 如果采空区中存在一些漏风设施时, 风力就会进入到综采工作面中。这样看来, 能够进入采空区内部的风力, 会将一部分的瓦斯带到工作面中去, 使瓦斯成分聚集到采面的上隅角部位, 因此, 这一部位是瓦斯含量有可能超限的重要地点。

二、关于上隅角瓦斯治理的重要措施

根据上隅角部位出现的瓦斯超限的实际状况, 我们可以采取众多措施进行治理, 通常情况下我们会运用以下10种方式来整治;第一, 合理调整矿内的通风方式;第二, 采用三相泡沫的方法排除瓦斯;第三, 在工作面中建设尾部排放系统;第四, 采用高层抽放瓦斯的方式;第五, 在合适的部位安装采煤专用的排风机;第六, 在工作面的回风巷中安装风、水引射器;第七, 在工作面中装上局部通风机;第八, 使用风幛法;第九, 适当地增加采煤工作面的风力;第十, 在上隅角部位设置临时的挡风设备。以下我们重点介绍关键的治理措施。

1. 顶板抽放瓦斯的方法

在实际工作中, 为了尽量减少开采损失, 确保正常的生产流程, 克服上隅角抽放瓦斯的困难, 我们可以采取顶板抽放的方法, 这种方式主要是依据顶板的走向进行钻孔抽放瓦斯, 从本质上看就是利用抽放设备运行时产生的负压来适当的改变瓦斯的流向, 使瓦斯经过冒落带和裂隙带之后被钻孔抽出, 达到降低上隅角瓦斯含量的目的。

一般情况下, 在运用这项技术的时候, 要注意以下几点内容。首先在钻场布置的过程中, 要选择一个合适的与煤层之间的距离, 大概要在10m左右, 同时要合理安排每个钻场中的钻孔数量, 在5个左右, 而钻孔的大小也有严格的要求, 要在Φ91mm左右, 而每个钻场之间的距离要控制在大约一百米, 最后保持钻孔终端与煤层顶板之间的距离在15m左右, 与上巷之间的水平距离要小于20m。这样就能够确保顶板的五个钻孔在使用一台泵机时, 每个钻孔的瓦斯浓度达到10%~70%, 实现排放量达到12m3/min以上, 并且在工作中不会相互影响, 是解决上隅角瓦斯聚集的有效方式之一。

2. 留煤柱法

为了确保生产安全, 我们也可以采取留煤柱的方法。这种方法主要是在工作面的上部在距离上巷3~5m的地方, 每隔15m设置一条与上巷平行的新上巷, 形成一个新旧连通的新出口。同时还要把老出口中的相关设备进行回收, 在新出口比较靠近采空区的一侧进行密闭, 使Φ200mm的抽排管砌在密闭中, 在确保严密封闭的前提下, 实施抽放工作。

3. 采用风幛方法

设置风幛进行抽放, 操作起来十分简单;但是不可避免地存在一些弊端, 例如风幛会产生一定的漏风, 使抽放的浓度降低, 而且在抽放过程中需要不断地移动风幛, 会造成瓦斯的泄漏, 对生产工作产生严重的危险;并且在上巷和风幛的拐角处, 会大量的聚集瓦斯, 在这些地方要重新安装风幛, 来促使风力向转角处流动, 带出一部分的瓦斯, 这种方法形成的两道风幛会加大工作难度, 对施工带来一定的麻烦。

4. 尾部排放系统和三相泡沫的方法

可以在工作面的回风巷中设置管道, 与回风系统相互连接, 在上隅角部位产生一个负压区, 使瓦斯沿着管道回流。

三相泡沫法可以通过挤占, 降低上隅角上部的瓦斯浓度, 三相主要是指氮气、灰以及水, 按照适当的比例实现最佳效果。

结语:采用设置风幛、留煤柱、顶板抽放、尾部排放系统和三相泡沫等方法, 提高风力的流入量, 降低瓦斯浓度, 可以有效地解决瓦斯超限问题。但是这些方法都是在出现问题以后的相关对策, 要想从根本上解决上隅角瓦斯超限的问题就必须实现开采技术的不断创新, 提前对巷道内部进行预抽, 使瓦斯含量在安全范围之内, 才能充分确保开采过程的安全性。

摘要：总结以前的工作经验, 对于在综采面上隅角瓦斯中频繁发生的超限现象, 进行分析研究, 并提出相应的解决对策, 确保在生产过程中的安全性。

关键词：上隅角,瓦斯,超限原因

参考文献

[1]薛景明.采煤工作面上隅角瓦斯治理技术[J].煤矿安全, 2011 (02) .

[2]张冠军, 等.综放工作面上隅角瓦斯综合治理技术[J].中州煤炭, 2011 (06) .

上隅角瓦斯治理 篇6

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,可以将一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一项不错的处理方法。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。

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。

关键词：煤矿,井下开采,工作面,瓦斯治理

参考文献

[1]郭彬彬.一号煤矿上隅角瓦斯防治技术[J].内蒙古煤炭经济,2013(03):11-12.

[2]张常雷,徐仁桂.墩柱式留巷技术解决上隅角瓦斯的应用[J].内蒙古煤炭经济,2014(02):15-16.

[3]秦文勇.香山矿戊9-0-22160综采工作面上隅角瓦斯治理探索与实践[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2014(01):21-22.

上隅角瓦斯治理 篇7

1 上隅角瓦斯涌出的特点

我国煤矿回采工作面大部分采用U型通风, 特别是高瓦斯工作面, 风量大、风速高, 在工作面进风侧往往出现大量漏风进入采空区, 致使采空区内含有高浓度的瓦斯风流, 通过采面上部的上隅角进入回风巷, 并形成了上隅角瓦斯积聚。

1.1 瓦斯涌出波动性大

上隅角瓦斯来源于采空区, 有充分的瓦斯供给源, 当采面上、下隅角管理得好, 措施得当, 可以大大减少采空区瓦斯向采面和回风流流动, 可以将上隅角瓦斯控制到最小的程度。当安全措施不得当, 管理失控时则上隅角瓦斯涌出量大。

1.2 上隅角瓦斯防治措施落实难度较大

其原因一是采取的安全措施随着采煤工作面推进频繁移动位置, 朝设夕拆, 前设后拆;二是采煤工作面上隅角受采动影响断面小, 环境拥挤, 工作不方便;三是上隅角常有冒顶和截堵不严, 个别采面下隅角作水窝, 无法截堵漏风等。

2 顶板初次来压及周期来压期间瓦斯涌出机理及规律

工作面瓦斯量的大小与采空区的活动有关, 随着工作面的逐渐推进, 采空区上隅角积聚大量瓦斯, 而在放顶期间, 采空区的瓦斯会随着顶板的垮落, 大量向工作面涌出, 严重影响工作面正常生产。老顶岩层尚未断裂时, 顶板下沉量不大, 随着工作面向前推进, 顶板悬露面积逐渐加大, 顶板压力增加, 四周煤体逐渐被压酥、压裂, 煤体里释放出大量的瓦斯。由于风流是沿工作面弧型流动的, 靠近工作面一侧风流速度大, 进入采空区后, 随着工作面不断的向前移动, 风流速度变小, 采空区内无风或微风, 冲淡不了瓦斯, 采空区就成为瓦斯聚集的仓库。

老顶的压力通过直接顶作用于支架上, 支架的支撑力通过直接顶对老顶进行控制。当老顶将要断裂、垮落前, 采空区上方老顶弯曲下沉, 煤壁内的支承压力达到最大。此强大的支承压力使直接顶及煤壁被剪切破坏。老顶悬露面积达到极限时, 老顶断裂、垮落, 垮落的直接顶及老顶挤占了采空区内瓦斯的存在空间, 大量的瓦斯被挤出采空区, 进入上隅角, 导致初次来压期间采空区瓦斯大量涌出。随着工作面继续推进, 老顶初次断裂后裂隙带岩石应力按照“稳定-失稳-再稳定”的变化规律, 形成了周期来压;周期来压时, 垮落的岩块同样挤占瓦斯的存在空间, 使采空区瓦斯周期性地大量涌出, 造成工作面上隅角瓦斯积聚并超限。

3 上隅角瓦斯综合治理

3.1 增加回风巷道

即采用一进两回, 甚至一进多回。

3.2 减少向采空区漏风和降低采空区瓦斯存量

利用高压水射流风机引排、采空区埋管抽放、高位钻孔瓦斯抽放、高抽巷、设风障导风帘和下隅角截堵、采用均压通风等。

3.3 上、下隅角截堵

使用编织袋装好矸石、灰渣等材料, 在采面上、下隅角截堵充填严实, 减少向采空区漏风和从上隅角涌出瓦斯。

3.4 高位钻孔瓦斯抽放

随着矿井开采深度和开采强度的扩大, 矿井瓦斯量也在不断加大, 单靠通风已无法解决瓦斯超限带来的影响生产和危及安全的问题。而采用高位钻孔进行瓦斯抽放技术, 对于解决回采工作面瓦斯超限起到了良好的效果, 通过高位钻孔对工作面进行瓦斯预前抽放, 大大降低了回采工作面上隅角的瓦斯浓度。高位钻孔是在风巷向煤层顶板施工的钻孔。主要作用是以工作面回采采动压力形成的顶板裂隙作为通道, 来抽放工作面煤壁卸压瓦斯、上隅角部位顶部积存瓦斯和邻近煤层卸压瓦斯等。

随着工作面的回采, 其上覆岩层的破坏和移动, 在工作面周围形成一个采动压力场, 采动压力场及其影响范围在垂直方向上形成三个带, 即冒落带、裂隙带和弯曲下沉带;在水平方向上形成三个区, 即煤壁支撑影响区、离层区和重新压实区。在这个采动压力场中形成的裂隙空间, 形成了瓦斯流动通道, 通过抽放钻孔的负压, 加速了瓦斯的流动, 使高位钻孔能够抽出瓦斯, 并且抽放量大大超过本煤层瓦斯的抽放量。

一些高位钻孔实现了超前抽放, 即工作面距离钻孔孔底还有一定距离时, 便能抽出高浓度的瓦斯, 说明煤壁支撑影响区内煤层顶板已经有裂隙作为瓦斯通道, 这部分瓦斯显然是煤壁中原始体释放的, 随着采动影响工作面煤壁卸压形成了瓦斯解吸, 解吸的瓦斯又通过煤壁裂隙流入抽放钻孔, 这是高位钻孔能抽放到高浓度瓦斯的原因。

采用高位钻孔抽放时要解决好以下几个问题:

(1) 在抽排管路内安装流量计和反回火装置。由于采空区与钻孔之间形成通风系统, 存在内部漏风问题, 工作面必须建立一套完整的防灭火体系, 制定完善的防灭火措施, 防止出现火灾。

(2) 根据工作面煤层赋存情况, 采用高位抽放钻孔布置要合理确定钻孔的长度、位置、垂高和距上隅角的距离, 充分利用钻孔, 彻底解决上隅角瓦斯浓度超限隐患。

(3) 要收集好相关数据, 确定好各点CH4、CO、CO2、O2、温度适应范围, 圈定出相关数据允许的高限值, 制定出相关数据超限的针对性措施。

(4) 在采用高位钻孔抽放时, 要合理设计和分配风量, 尽量减少工作面漏风, 要保证高质量的封闭和管路的密闭性, 从而取得良好的抽放效果。

4 建立地面与井下联合瓦斯抽排系统

由于井下移动抽排泵的流量小, 排出的瓦斯进入分区风道或总排, 存在局限性及不安全因素。建立地面抽放系统, 即可提高抽放能力, 又能保证大量瓦斯直接排出地面并加以利用, 减少井下占用风量, 提高采区的生产能力, 加之与井下移动抽排联合运用, 可以有效遏制回采工作面上隅角瓦斯超限问题, 确保了矿井安全生产, 大大降低了煤炭资源浪费, 提高了矿井回采率。

5 完善瓦斯监测监控系统

建立了区域瓦斯远程监控系统;在井下生产现场按规定设置了瓦斯传感器, 形成了完善的监测监控系统, 一旦发生瓦斯超限的情况, 能够及时反馈并切断电源, 提高了安全保障程度。

6 结束语

高瓦斯矿井回采工作面上隅角瓦斯治理不仅是一个安全问题, 也是一个直接影响到工作面产量和效益的问题, 治理上隅角瓦斯要依靠先进的科学技术, 严格的现场管理, 才能够起到实效, 回采工作面上隅角瓦斯综合治理技术还应该在今后的实践中不断摸索、完善, 总结不足, 合理利用, 进而在实际应用中取得更好的效果。

摘要：新中国成立以来, 煤矿瓦斯 (煤尘) 事故起数和死亡人数, 占煤矿安全事故的70%以上, 给人民的生命财产带来了巨大损失, 在国内外造成严重影响。可以说煤矿生产过程中的最大安全隐患是瓦斯事故, 瓦斯事故是我国煤矿安全事故居高不下的主要矛盾, 有效控制瓦斯事故是解决我国煤矿安全问题的关键。