上隅角瓦斯治理研究

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1、上隅角瓦斯治理的研究随着煤层开采深度不断增加，煤层瓦斯含量增大；同时回采工作面实现了采煤机械化，产生了大量高产高效工作面。瓦斯涌出量不断增加，使一部分原来工作面瓦斯不大矿井，也出现了上隅角瓦斯积聚超限。在此分析采煤工作面上隅角瓦斯积聚的原因及其规律。并针对性的提出了防治工作面上隅角瓦斯积聚超限的具体措施。希望对防治工作面上隅角瓦斯积聚超限工作有一定参考价值。        1 采煤工作面瓦斯来源及其浓度分布规律        采煤工作面瓦斯来源有两个方面，一是来自采煤工作面煤壁及采落的煤块；二来自采空区。其中采空区瓦斯也来自两方面，一是来

2、自采空区残留煤体，二是来自受采动影响的临近煤层和围岩。采煤工作面瓦斯浓度分布规律是: 沿工作面倾斜方向从进风到回风风流瓦斯浓度逐渐增加，在中下部增加梯度较小而且慢，在工作面上部增加梯度较大而且较快；在垂直于煤壁的横断面上，瓦斯浓度总的变化趋势是从煤壁到采空区是“高——低——高”但在不同生产工艺时不同的断面上变化趋势不同；工作面上隅角瓦斯浓度高于工作面其他地点，其中上隅角上部及煤壁瓦斯浓度最高。        2 上隅角瓦斯积聚原因        在工作面U型通风系统中，在进风巷回风巷风流压差作用下，工作面风流分两部分，一部分直接从工作面流

3、过，另一部分从工作面中下部流入采空区，经采空区再回到工作面上部及上隅角。这样必然造成工作面上隅角瓦斯积聚。如此可以制出U型工作面采空区的漏风流流线图、风速等值线图和瓦斯浓度线图。从图中可以清晰地显示出上隅角是采空区瓦斯集中涌出通道。另外采空区内含瓦斯空气密度相对于空气来讲要轻。当存在高差时能产生一种自然上浮的“瓦斯力”必然使采空区中高浓度瓦斯向采煤工作面上隅角运移。增加了上隅角瓦斯涌出量。        通过理论分析和实验研究，采煤工作面的风流运动状态也是瓦斯积聚一个重要原因。在上隅角附近，由于主风流方向的改变和几何条件限制，风流呈涡流形

4、式。靠近采空区边界，涡流的时均速度和脉动速度都等于零，但采空区向上隅角涌出大量高浓度瓦斯，形成瓦斯驱潜运移运动方式；在上隅角靠近煤壁侧，涡流的时均速度和脉动速度也都等于零，如不存在瓦斯源，在“瓦斯压力”作用出现附壁效应，但附壁厚度不大，其瓦斯运移方式以分之扩散为主；在涡流区内虽然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，含瓦斯风流处于不断旋转之中，难以进入主风流中，使瓦斯在上隅角和回风巷口循环运动积聚在涡流区中，形成上隅角瓦斯积聚。        3 治理工作面上隅角瓦斯积聚措施        根据上隅角瓦斯积聚的原因及规律

5、。目前防治工作面上隅角瓦斯积聚有两方面。一是“防”；二是“治”。目前“防”工作面上隅角瓦斯积聚超限的方法有开区均压法、抽放法、改变工作面通风方式法；“治”理工作面上隅角瓦斯积聚超限的方法有风障法、风机抽放法、射流抽放法、脉动通风治理等。        3.1 开区均压法处理工作面上隅角瓦斯积聚超限 开区均压实际就是在保证工作面允许风量条件下，在回风侧建立调节风门减小进风巷与回风巷的压差，减少采空区漏风抑制瓦斯涌出。这种方法仅适用瓦斯涌出量不大情况下或作为一种辅助措施。        3.2 瓦斯抽放法治理工作面上隅角 抽放法治理上隅角瓦斯

6、积聚超限方法有本煤层和临近层抽放、高位钻孔抽放采空区瓦斯及移动式瓦斯抽放泵抽放上隅角瓦斯。其中本煤层和临近层抽放、高位钻空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。但施工工程量大，抽放时间长费用高缺点。在此仅介绍移动式瓦斯抽放泵处理上隅角瓦斯。        3.3 变通风系统治理工作面上隅角瓦斯积聚超限 根据工作面巷道布置情况，可采用U+L、W、Y、Z、H型通风系统，改变采空区的漏风方向。这样能根治采空区瓦斯从上隅角涌出，但工程量大且不适于易自燃发火的工作面。   3.4 风障法处理工作面上隅角瓦斯积聚超限 在工作面末端设置风

7、障，增加上隅角风量，稀释排走上隅角瓦斯。这种方法简单、易见效，但排放浓度不能控制且风障易损坏可靠性差。同时也影响工作面正常作业，不适应高产高校工作面，常常作为临时应急措施。    4结束语        采煤工作面上隅角积聚瓦斯的治理。首先要根据工作面巷道布置情况、瓦斯涌出情况、上隅角附近支护状况等情况，因地制宜选择一种合适的方法或几种方法联合起来综合治理。同时要加强监测监控，当瓦斯浓度超限时立即处理。寇永艳山西华美奥能源集团有限公司2010年11月1日