U型通风系统采煤工作面瓦斯超限原因及防治方法分析

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1、“U”型通风系统下回采工作面各地点的瓦斯管理规定及上隅角瓦斯治理办法单位：霍州煤电集团悦昌煤业主讲人：杜冠云1、“U”型通风系统下回采工作面各地点的瓦斯管理规定1.1监控系统管理规定U型通风方式在上隅角设置甲烷传感器T0，工作面设置甲烷传感器T1，工作面回风巷设置甲烷传感器T2.T0：报警浓度≥0.8%CH4；断电浓度≥1.2%CH4；复电浓度＜0.8%CH4；断电范围：工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。T1：报警浓度≥0.8%CH4；断电浓度≥1.2%CH4；复电浓度＜0.8%CH4；断电范围：工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。T2：报警

2、浓度≥0.8%CH4；断电浓度≥0.8%CH4；复电浓度＜0.8%CH4；断电范围：工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。采煤工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷设置甲烷传感器T4。T4：报警浓度≥0.5%CH4；断电浓度≥0.5%CH4；复电浓度＜0.5%CH4；断电范围：被串采煤工作面及其进、回风巷内全部非本质安全型电气设备。1.2瓦斯检查管理规定回采工作面瓦检牌悬挂位置应符合下列要求：进风流的瓦检牌设在进风巷内距工作面煤壁20—30m范围内。工作面风流及上隅角的瓦检牌设在回风巷内距工作面煤壁不大于30m的范围内。回风巷风流瓦检牌设在回风巷内距回

3、风巷口20—30m范围内。回采工作面瓦斯的检查区域包括：进风风流，工作面风流，回风风流，上隅角，下隅角，每班检查不少于三次，每次检查结果都要详细及时的填写在瓦检牌上，并通知现场的工作人员。1.3隅角瓦斯管理1、采用“U”型通风方式的回采工作面上隅角悬顶面积不得大于10m2。2、在上隅角处要安设净化水幕，机组割煤时必须开启。（原因瓦斯微溶于水，混入煤尘可降低瓦斯爆炸的下限。）3、回采工作面上隅角瓦斯浓度达到或超过0.8%时，必须采取相应措施进行处理。禁止使用抽出式局部通风机处理上隅角瓦斯。4、回采工作面的通风系统必须稳定可靠，风量必须满足要求。2、"U"型通风系

4、统采煤工作面瓦斯超限的原因2.1、采面上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区内的气流交换过程，逐渐返回工作面，最后汇集于采面上隅角，所以，工作面隅角为采空区瓦斯流入工作

5、面的汇合处。2.2、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，采面上隅角靠近煤壁和采空区侧，风流速度很低，且该处风流直角拐弯局部处于涡流状态(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，形成了上隅角的瓦斯超限。如图3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，更容易形成上隅角的瓦斯超限。3、对五种防治隅角瓦斯超限方法的分析针对上隅角瓦斯超限的情况，通常的防治方法有五种，即：设置隅角

6、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，安设移动瓦斯抽放泵站，现分别进行分析。3.1、设置采面隅角挡风帘如图4所示，当采面上隅角出现瓦斯超限时，在靠近上隅角处挂一挡风帘，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上隅角，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，出现了上隅角瓦斯异常的现象，CH4和C02浓度分别达到2%和0.5%左右,于是在上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，上隅角的CH4和C02浓度很快降到1%和0.1%以下;但是由于挡风帘的存在

7、，使采煤机割煤，上隅角附近支、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，必然使上隅角瓦斯浓度忽高忽低，极不稳定。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，效果不是很理想，只能作为临时性的应急措施。当采面上隅角出现较长时间的超限时，这种方法很不可靠。3.2、增大回采工作面风量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

8、常供风的情况下，靠有限速度的风流来驱散