u型通风方式采煤工作面隅角瓦斯超限的处理方法

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1、U型通风方式采煤工作面隅角瓦斯超限的处理方法李成银 郭方群1.U型通风系统采煤工作面瓦斯超限的原因1.1、采面隅角为采空区风流的汇合处   我国绝大多数采煤工作面均采用“U”型通风方式。在这种通风方式下，进入工作面的风流分为两部分，一部分沿工作面流动；另一部分进入采空区，在采空区内部沿一定的流线的方向流动，在工作面的后半部分，进入采空区的风流逐渐返回工作面。若工作面后方与邻近煤层采空区或同一煤层未隔离的巷道相通，即采空区有漏风通道，则此风流会汇入工作面漏入采空区的风流中而流向工作面。其采空区流线分布如图1所示。可见，进入采空区的风流通过在采空

2、区内的气流交换过程，逐渐返回工作面，最后汇集于采面隅角，所以，工作面隅角为采空区瓦斯流入工作面的汇合处。1.2、采面隅角的风流状态是瓦斯超限的重要原因（见图2、图3）   经过长期现场观察，根据分析得知，采面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（如图2所示）。这种涡流使采空区涌出的瓦斯难以进入到主风流中，从而使高浓度瓦斯在隅角附近循环运动而聚集在涡流区中，形成了隅角的瓦斯超限。如图3所示，若工作面隅角出现滞后回柱，除隅角存在的涡流区外，在靠近切顶排处会出现微风区，采空区漏出的瓦斯在此处积聚，更容易形成隅角的瓦斯超限。2、对四

3、种防治隅角瓦斯超限方法的分析针对隅角瓦斯超限的情况，通常的防治方法有四种，即：设置隅角临时挡风帘，提高采面供风量，设置采空区风幛，安设专用抽出式风机。现分别进行分析。2.1设置采面隅角挡风帘如图4所示，当采面隅角出现瓦斯超限时，在靠近隅角处挂一挡风帘，使之将工作面的风流一分为二，利用风帘引导较多的风流流经隅角，以稀释高浓度瓦斯。风幛可采用软质风筒布制作，长度一般不小于10m。某矿340W面在生产过程中，出现了隅角瓦斯异常的现象，CH4和C02浓度分别达到2%和5%,于是在隅角附近加设了一道挡风帘。根据现场观测发现，采用挡风帘后，隅角的CH4和

4、C02浓度很快降到1%以下；但是由于挡风帘的存在，使采煤机割煤，隅角附近支、回柱，上出口行人、运料受到很大的影响，往往出现挡风帘被破坏而失去作用的现象，导致隅角瓦斯浓度又很快升高到超限浓度以上。这样反复操作的结果，必然使隅角瓦斯浓度忽高忽低，极不稳定，形成了安全生产的一大隐患。同时，挡风帘的存在，增大了工作面的通风阻力，使工作面的风量降低。因此，这种防治方法可靠性较差，效果不理想，只能作为临时性的应急措施。当采面隅角出现较长时间的超限时，这种方法很不可靠。2.2增大回采工作面风量工作面风流对隅角涡流区积聚瓦斯的驱散，主要靠工作面风流与隅角瓦斯

5、积聚区间的空气的对流和主风流的扩散作用。经过长时间的现场观察，发现在工作面正常供风的情况下，靠有限速度的风流来驱散隅角涡流积聚区的高浓度瓦斯是不可能的。工作面采用增大风量的办法，虽然可使隅角积聚区风流与工作面主风流的对流作用加大，但是随着风量的提高，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。若采空区内存在其它漏风通道，则会增大此漏风量。总之，若增大采面风量，会使风流携带出的瓦斯量增大。根据参考资料，某矿3203W工作面开采时，3202W面为相邻的上工作面，己开采完且封闭。当采面推到与3202W面

6、联络巷位置时，由于密闭墙体被压坏，导至3202W面采空区内的高浓度瓦斯涌入3203W面，使该面隅角瓦斯浓度达到1.1%。工作面正常配风量为500m3/min,为稀释隅角的高浓度瓦斯，将工作面风量提高到850m3/min。经测定，隅角的瓦斯浓度降到0.9%,仅下降了0.2%。可见，单靠增大采面风量的办法难以有效地处理上隅角积聚的瓦斯。同时，风量过大又具有以下缺点：⑴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；⑵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；⑶工作面风量过大容易使巷道内的风速超过《煤矿安全规程》

7、的规定，影响矿井的质量标准化达标。2.3设置采空区风幛根据采面隅角瓦斯超限的原因可知，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，使隅角避免出现瓦斯超限。如图5所示，在工作面采空区一侧，沿切顶排从工作面一出口到隅角设置风幛，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

8、了工人的操作难度和工作量。因此这种方法受多种条件的制约，使用效果不太理想。2.4安设专用抽出式风机如图6所示，当采煤工作面隅角出现瓦斯超限时，安设一专用抽出式风机，