工作面上隅角瓦斯综合治理技术的研究及应用

工作面上隅角瓦斯综合治理技术的研究及应用

康泽宇1王杰2杨柏涛3

康泽宇1王杰2杨柏涛3

华晋焦煤沙曲一矿通风科山西吕梁033300

摘要：随着煤矿开采深度的持续加深，综采面上隅角与风流状态两面压差大小会导致工作面上隅角瓦斯超限，所以需按照现状制定上隅角瓦斯综合治理技术和方案，以全面提升煤矿企业的生产率。根据介绍了瓦斯超限的影响因素，并从煤矿通风管理中的新技术、矿井“一通三防”工作对策及建议、通风安全管理措施工作等几方面分析工作面上隅角瓦斯综合治理技术的可行性。

关键词：工作面；上隅角瓦斯；综合治理技术

近年来，随着煤炭开采机械化的发展，回采工作面的采高大、采长大、走向长，因而采空区面积大，常造成回采工作面上隅角瓦斯超限。因此，上隅角综合治理是采煤工作面上隅角治理的重中之重，也是摆在当前工程技术人员的一项重要任务。

一、瓦斯超限的影响因素

1、风流状态的影响。影响工作面上隅角瓦斯量的一个重要因素是风流状态。风流速度小、部分区域存在风涡流等是工作面上隅角主要风流特点。基于此特点，受风涡流的影响，从工作面流过的主风流，时常很难带走工作面中的瓦斯，这些瓦斯易聚集在上隅角，长此以往上隅角瓦斯便会严重超限，给矿井安全生产埋下隐患。一旦滞后回柱现象出现于工作面上隅角，风涡流现象可能在上隅角与靠近切顶排处都出现，若此时切顶排处存在很多从采空区涌出的瓦斯，这样会加剧切顶排处瓦斯超限，给矿井埋下更多安全隐患。

2、上隅角处两面压差大小的影响。引发工作面上隅角瓦斯超限的另一原因为上隅角处两面压差的影响。静压、动压、位压这三种压力是所有曲巷道风流都存在的压力，巷道风流方向与速度易受这三种压力的影响。通常，工作面上隅角区域的两侧静压等同于位压，但它们却存在不同的分流速度，而风流流到此处后又会形成转弯，这样会降低此处风流速度，导致两侧风流速度差变小，最终造成无速度差，甚至发生紊流现象，不能驱散瓦斯，以致瓦斯积聚引发严重超限现象。

二、预防上隅角瓦斯超限技术方法

在煤矿矿井开采过程中，为避免工作面上隅角瓦斯超限问题，通常采取增加回采工作面风量、设置采空区风幛及综采面上隅角挡风帘、安装局部通风

机及移动式引射器等多种措施。挡风帘通过将来自工作面的风流分成两个方向，一部分通过瓦斯浓度较高的上隅角位置，降低瓦斯积聚程度；工作面尾巷质量直接影响上隅角瓦斯的积聚程度，因此必须保障尾巷的回风顺畅，可有效降低上隅角瓦斯浓度。

1、做好矿井“一通三防”工作。矿井的“一通三防”工作主要是针对通风系统、瓦斯管理、防灭火系统及防尘系统几方面展开工作。一通三防主要是降低矿井工作中的阻力、增大等积孔，从而提高通风系统的工作效率；瓦斯管理趋于人机共同监管，利用大风量对瓦斯进行稀释，并且与抽排瓦斯相结合，从而实现对瓦斯的综合管理；防灭火系统将灌浆与氮气防灭火系统相结合，功能更加全面，并进行地面黄土回填工作；防尘供水系统保障煤矿开采工作的进行，多种降尘措施与粉尘抑制技术相结合，通过对工作面上隅角瓦斯的综合治理，保障煤矿开采环境的安全。

1）提高“一通三防”工作的安全投入及管理。为提高工作面上隅角瓦斯综合治理效率，煤矿企业应加大对“一通三防”工作的资金和人力投入，明确认识到安全投入是做好“一通三防”工作的前提保障。煤矿企业单位加大资金投入，主要用于对煤矿通风系统的改造、安装及更新安全网络监控系统、防尘防火防瓦斯系统改造，以及对“一通三防”系统中各仪器设备的更新改造、加强防尘防灭火管理等，从而减少上隅角瓦斯的积聚。

2）优化完善通风系统。随着煤矿需求量的增加，矿井生产能力急需提高，因此煤矿企业需对矿井的通风系统、主要通风机及管理系统网络进行定期更新换代，例如轴流对旋式节能风机最大风量远高于离心式风机，而等积孔也要大于离心式风机。轴流对旋式节能风机在矿井一采一掘过程中，通风系统简单，而离心式风机在矿井多水平开采，通风系统较为复杂。为了能扩大矿井中的等积孔、降低矿井开采过程中的通风阻力，需对矿井的主要进回风巷道、通风风井等结构进行改建等处理。通过提高“一通三防”工作的安全投入，不仅能提高矿井的生产能力，而且能营造更加安全的生产环境，保障矿井工作人员的人身安全。

3）重视瓦斯管理工作。随着矿井开采深度的增加，工作面上隅角瓦斯易造成积聚，从而导致矿井瓦斯事故的发生。经过有关专家分析得知，只有在瓦斯预抽与开采过程中边采边抽，才能保障矿井开采安全进行。为了杜绝重特大瓦斯事故的发生，在煤矿开采过程中必须将瓦斯治理与瓦斯检测技术相结合，并且应用先进的安全监控检测技术，确保煤矿开采整个过程处于安全监控范围内，从而保障煤矿企业的安全生产。

2、加强煤矿通风安全管理措施

1）加强煤矿通风安全管理力度。矿井工作环境的通风状况直接影响煤矿通风安全管理的质量，因此为了加强煤矿通风安全管理力度，必须保障煤矿处于良好的通风状态。①完善现有的煤矿安全管理机制，制定科学有效的选拔与考核制度，对通风安全管理人员进行定期培训、考核，从而提高工作人员的专业技能与综合素养，提高通风安全管理效率；②煤矿通风安全管理工作实行责任到人及奖罚制度。各工作人员通过明确自己的责任，能有效提高工作质量与效率。

2）选择合适的通风系统并引进先进技术。选择合适的通风系统能保障煤矿通风安全管理工作的顺利进行，并且能有效避免发生矿井中的漏风现象。因此，在对通风系统进行选择时，应考虑经济成本与通风管理工作量等多方面。对正确的通风系统应安装相应的通风设备，从而保障正常的风流与风向。对通风系统及通风设备要进行安全监控，定期进行检测维修，使其始终处于正常运转的状态。煤矿企业在进行煤矿通风安全管理工作中，以现代化技术作为工作指导，能有效提高煤矿生产的安全程度。现代化的矿井开采技术能将煤矿生产的整个过程进行综合监控管理，因此需深入加强现代化技术对煤矿通风安全管理工作的指导。

3）构建煤矿通风安全信息管理系统。煤矿通风安全信息管理系统的建立能保障矿井开采的安全进行，通过建立煤矿通风安全信息管理系统，能利用计算机将各种通风系统有关信息进行保存及管理。在煤矿通风安全信息管理系统中加入计算机技术，不仅能提高煤矿通风安全管理效率，还能有效降低成本。煤矿通风安全信息管理系统主要分为计算机图表的保存和建立数据库并提供多种分析报告。利用煤矿通风安全信息管理系统对通风信息数据进行整理分析，利用计算机对通风设备的运行状态及各参数进行建档处理，以便能通过监控系统确保处于正常运行状态。

4）明确煤矿矿井通风有效评价机制。通风有效评价机制是指利用计算机分析煤矿通风仪器监测中的各数据，从而判断出矿井的通风是否良好，因此确定煤矿矿井通风有效评价机制能有效降低煤矿瓦斯事故的发生，保障矿井通风安全。但目前煤矿矿井地质条件差异较大，因此需要因地制宜，针对煤矿安全通风状况与煤矿安全系数，确定科学合理的矿井通风有效评价机制，并根据煤矿风量测量及矿井通风数据的评价对评价机制进行区分。为了保障煤矿矿井通风有效评价机制的实施，煤矿矿井必须经过安全评估后才能进行开采工作。

三、结语

总之，综采工作面上隅角易积聚瓦斯，若不及时采取措施治理这些瓦斯，当瓦斯浓度达到一定程度后，极易引发瓦斯爆炸事故，给矿井带来巨大损失。因此，各矿井必须从实际情况出发，科学制定出解决上隅角瓦斯超限的技术及防治方法，从而提高煤矿企业的生产率。

参考文献：

[1]王正国.采煤工作面上隅角瓦斯综合治理研究[J].甘肃科技，2015(06)．

[2]陈殿赋.工作面上隅角瓦斯综合治理技术的研究及应用[J].煤炭科学技术，2013(10)．

[3]张志晶.综采工作面上隅角瓦斯治理技术研究[J].能源与节能，2014(04)．