综采工作面上隅角瓦斯综合治理与防治
时间：2022-09-21 12:28:23
【摘 要】按照多年以来积累的监察状况，本文分析了瓦斯矿井中上隅角瓦斯管理情况与原因，接着说明了实践中经常使用的处理措施，然后阐述了选用防治措施过程中应当注意的事项。
2014 年国务院颁布《进一步加强煤矿安全生产工作意见的实施意见》，其中指出了对煤矿安全生产的具体要求。近年来，煤矿为实现自身的不断发展，纷纷着手实施产能升级，有些煤矿在实践中引入了综合机械化设备。不但使生产能力与装备水平明显改善，还使得综采工作面上隅角瓦斯防治工作面临严峻的考验。所以，本文探讨了综采工作面上隅角瓦斯综合治理与防治问题，希望能够为类似煤矿提供参考依据。
一、综采工作面瓦斯管理状况
（一）安全开采概况
随着矿井产能升级的不断推进，瓦斯管理日益凸显。一些矿井是自燃或者易自燃煤层，原煤甲烷占比约为3.5，是CO2―N2带，煤尘存在着较高的危险――爆炸，工作面瓦斯涌出量相对较低，一般选择U 型通风模式。通过综合机械化技术基本上是一次采全高和放顶煤开采。按照统计数据，某省近年来综采工作面出现上隅角或后溜子道瓦斯浓度超限问题的煤矿总计为19处，其中，十处已新增了移动抽放系统，而其余的九处新增设地面抽采系统。它们之中，生产能力最低的是0.59 Mt /a，别的都超过0.88。48处引入了综合机械设备进行施工，在该区域中的比例超过37.0%，在综采矿井中，39.0%的煤矿出现上隅角瓦斯超限。
（二）瓦斯治理概况
当前，有些矿井并未在上隅角安装相应的瓦斯传感器，也有的还未悬挂相关便携仪，一般情况下，传感器安装在通风状况良好的位置，防止瓦斯聚集而发生报警，部分矿井在传感器周围配置吹风装置来将此处的瓦斯吹散。比如，某矿在2# 煤层开采过程中，井下相对与绝对瓦斯涌出量分别是9. 34与25.57m3 /min。施工的时候，综采工作面上隅角瓦斯含量相对偏高，通过井下移动泵站来抽放以后，无法满足安全需求，因此新添地面瓦斯泵站，其通过两台抽放泵（300与500 m3 /min）运行后，工作面风排瓦斯依然在5 m3 /min 以上。然后通过两台500 m3 /min 抽放泵来进行抽放，且还启动了井下的泵站。在回风顺槽安装了一趟抽放管（300 毫米），一直到上隅角为止，通过珍珠岩袋对其实施双层直角封闭，且减少了工作面配风量。选择上述方法以后，回风流中瓦斯含量下降，变成0.30%。尽管治理工作取得实效，但现阶段的瓦斯治理工作依旧存在忙于生产、措施不力等诸多问题，在今后亟需加强。
二、上隅角瓦斯超限根由与防治措施
（一）超限根由
第一，开采技术。这属于超限的关键根由之一。采深愈大、强度越大、瓦斯涌出则越大，超限的可能性越高。
第二，瓦斯涌出量。基本上是从采空区而来的，同时主要从上隅角一个相对偏小的空间涌入，所以采空区密闭质量决定着上隅角瓦斯浓度高低。
第三，采空区悬顶和垮落。若悬顶面积相对较大，同时无法尽快充分冒落与垮落，一旦突然垮塌，肯定会有大量瓦斯涌出，于是聚集在上隅角区域。
第四，通风方式。实践中应用“U”型通风，这样很难将上隅角瓦斯吹散，导致积聚现象。有些煤矿在回风巷引入吹散或抽排方法以后，一般可以达到瓦斯治理的需要，然而，特殊情况下仍然能引起超限问题。
第五，管理观念。忽视这方面的工作。关于治理问题，一些煤矿的领导感觉上隅角瓦斯超限不会引起严重问题，认为选择许多低成本的方法，就可以处理好这个问题。
（二）防治方法
防治方法：第一，安装上隅角挡风帘。将采面上隅角处两面压差提高，将这个地方的涡流现象解决。这个措施可以迅速把该区域的甲烷浓度减小至1%之下，但是，因为存在挡风帘，会阻碍到工人出入、采煤机割煤等，非常容易损坏挡风帘，使得这个区域的瓦斯浓度时高时低。所以，该措施基本上适用那些瓦斯相对较低，且一般不超限的情况。第二，提高回采工作面风量。然而，如果风量增加太大，此时流入采空区的风量同样会提高，这样会把采空区中大量瓦斯带出。并且将导致：相邻工作面的供风量减小、对煤矿通风系统产生负面作用，粉尘含量提高、工作环境变坏等一系列问题。所以，并行合理配风，禁止没有目的地提高风量。第三，置采空区风幛，即从采空区一边，顺着切顶线在安全出口至上隅角这个区段安装上风幛，以此降低进入采空区的风量，降低瓦斯涌出量，防止发生超限问题。然而，落下的矸石非常容易损坏风幛，使得漏风加剧，并且风幛必须与工作面一起推移，任务非常繁重，难以进行。所以该措施往往受到很大限制，效果欠佳。第四，配备采空区挡墙（沙袋、珍珠岩袋）。设置于工作面上、下隅角，以降低漏风，为确保其严密性，需要在表明喷上新型密封材料。这种方法在回采工作面上隅角瓦斯浓度与速度相对较小的时候比较适用。第五，工作面中设置局部通风机，通过胶质风筒把风引至回风上隅角，以此来对上隅角瓦斯进行稀释，使其减小至合理范围之内，该通风机同样需要与工作面一同推移。因此该措施同样具有一定的局限性。第六，安装专门的抽排风机。
常见技术包括以下几种：第一，引入脉动通风技术，具体来说，也就是在正常通风中引入脉动风流，以此来提高紊流扩散系数，从而来提升驱散瓦斯的能力。第二，配置自动排放装置（GDS-1 型），具体来说，顺着回风巷安装刚性风筒一趟，其前方铺抽放花管1 根，大约为15-20米长，抽放主要通过低负压来进行，此管连着回风系统的刚性风筒，于是会在隅角位置产生一个负压区，推动此区域的瓦斯流向抽放管子，一直到回风巷。第三，矿用气动抽出式轴流局部通风机，延伸风筒吸风口到挡墙中，启动风机，利用这种方式来抽出墙内的瓦斯。第四，瓦斯抽放，通过专门的设施与管子来进行抽放。这个技术是降低瓦斯浓度的有效方法，是瓦斯治理的重中之重。
三、安全防治过程中需要注意以下事项
（一）五项措施落实状况
瓦斯治理过程中，应当对下面五项措施的落实状况进行检查，同时，敦促各煤矿严格落实。第一，在巩固巷道支护的基础上，预先把快要采完的回风巷道锚杆退锚，保证采空巷道迅速冒落，降低上隅角瓦斯空间。第二，切实强化顶板管理，防止其悬顶范围太大，大面积冒落将形成飓风，这样就会把其中的有害气体压出，导致超限问题。第三，在保障回风巷道断面的基础上，保障回风风流没有阻碍。第四，应当切实强化工作面测风，科学地对配风量进行分配，使风速满足相关标准要求。第五，切实强化监控，同时安排专人进行检查，为有效防治瓦斯提供保障。
（二）瓦斯传感器与监测系统的布置
对它们的布置状况进行检查。按照相关规定，检查T0是否根据要求来布设，断电值1. 5%，报警值1. 0%，是不是已经设置好。对煤矿瓦斯传感器的维修、瓦斯检查、抽放等记录进行认真检查，察看是不是与要求相符，发现不正常的情况必须及时分析，确定根由。
（三）抽放问题
那些设计能力超过0.6Mt /a 的建设矿井，必须兼顾到这个方面，按照矿井运行年限，采用移动或永久抽放系统，同时必须预留一定的抽放能力。对那些早就建成的抽放系统，需要认真分析某矿工作面实际状况，选用科学合理的抽放措施与技术，同时适当增加抽放时间。需要核定生产能力的，必须把防治效果当做其中的关键指标之一，按照这个方面来进行安全生产许可证的核发。如果发现防治与相关要求相背离，必须根据国家相关要求进行处理，超限一定要接着停工撤人，同时还必须查处相关人员。
四、结束语
综上所述，综采工作面上隅角瓦斯防治中，尤其关键的是采用科学合理的防治措施与技术，在上隅角瓦斯治理过程中，需要预先进行分析，按照具体需要，尽早进行施工，早投入，早见效。必须认真检查瓦斯防治措施是否到位，实时监控瓦斯浓度，为工作面安全生产提供坚实的保障。
参考文献：
[1] 高新平. 综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究[J]. 煤炭与化工，2015，03：97-98+101.
[2] 王艳军. 综采工作面上隅角瓦斯综合治理实践研究[J]. 江西煤炭科技，2015，03：5-7.
[3] 高海涛，唐英政，冯帅. 综采工作面上隅角瓦斯防治[J]. 内蒙古煤炭经济，2013，12：65-66.
