"U"型通风采煤工作面上隅角瓦斯治理技术研究

"U"型通风采煤工作面上隅角瓦斯治理技术研究

李国强

中煤华晋集团有限公司王家岭矿 山西 河津 043300

摘要；随着我国经济的发展和技术水平的提升，作为传统工业类型的采矿业在新的时期取得了新的发展。但是在实际施工的时候，由于各种因素的影响导致采煤工作的生产效率以及经济效益大打折扣。基于此，本文就 "U"型通风采煤工作面上隅角瓦斯治理技术进行研究，希望可以为优化我国煤矿开采的实际效果提供参考。

关键词：“U”型通风；上隅角；瓦斯防治

引言：煤矿是我国传统的工业资源，是我国主要的能量来源之一。但是煤矿开采作为传统的工业生产活动，并且属于地下作业，在施工的时候会遇到许多的困难和问题，比如瓦斯涌出量的增加导致安全隐患增加。因此需要对瓦斯治理的实际情况进行研究并且提出相应的解决措施，从而可以提升煤矿安全系数，实现安全生产，推进相关产业的发展。

1. “U”型通风采煤工作面瓦斯来源及其浓度分布规律

“U”型通风采煤工作面是目前采煤工作面中最为经常使用的策略，其应用的重难点在于上隅角的瓦斯治理。随着我国经济的发展和技术水平的提升，我国的煤矿力度显著地增加，机械化水平显著地提升，使得瓦斯也越来越多必须采取有效的措施进行处理。通过对“U”型通风采煤工作面瓦斯来源进行分析，可以看出采煤工作面瓦斯一共来源于两个方面，首先是自采煤工作面煤壁以及采落的煤块，第二个方面是采空区瓦斯。采空区瓦斯的进一步划分也可以划分为两个方面，即自采空区的残留煤体，第二个是由于煤矿开采导致煤层和围岩受到了影响^[1]。

通过对"U"型通风采煤工作面上隅角瓦斯浓度分布的实际情况进行深入的分析可以发现其浓度的规律是沿着风流瓦斯浓度逐渐的增加，"U"型通风采煤工作面上隅角瓦斯高于其他工作面。

2. "U"型通风采煤工作面上隅角瓦斯超出标准范围的原因分析

1. 采煤工作面上隅角所处位置为非采煤工作区风流汇合处

煤矿的通风系统是保证煤矿开采工作可以顺利进行的关键，在进行运转的时候进风和回风之间存在压力差，使得采煤区的风流出现了两种截然不同的方向，并且在风吹过的时候进行一系列的气流交换，气流在传播的时候会在采煤区的上隅角聚集，这就导致非采煤区和采煤区的瓦斯在上隅角处聚集，导致上隅角位置的瓦斯浓度显著地增加，并且由于瓦斯的密度小于空气密度，因此瓦斯会在上部聚集导致瓦斯浓度进行一步增加。

2. 采煤工作面上隅角附近处于涡流区域导致瓦斯难以排出

“U”型采煤工作面的上隅角存在的位置比较特殊，在煤壁和非采煤区附近这个位置的风速比较慢，气流进入之后的流速减慢，无法及时的流出。当瓦斯随着风流进入到上隅角位置的时候，由于风速的影响导致瓦斯处在旋转运动的状态，并不会被风流带走，进而导致上隅角附近的涡流区增大，进而导致瓦斯的聚集，使得其浓度超标。另外，在进行煤矿开采的时候如果在工作面放置支架，那么在顶线处也会出现风流，进而导致一定浓度的瓦斯可以聚集，进而导致上隅角处的瓦斯浓度比超标。

3. "U"型通风采煤工作面上隅角瓦斯治理技术

1. 封堵漏风处

通过对“U”型通风采煤工作面上隅角瓦斯浓度超标的原因的分析结果，需要采取有效的措施减少从采煤工作区进入非采煤区的风量，进而可以有效地减少回流的瓦斯量，进而可以有效地降低上隅角位置的瓦斯浓度，使得这个浓度可以无法满足浓度标准，进而达到治理瓦斯的目的。通过对“U”型通风采煤工作面的情况进行分析，可以发现由于切眼、运回顺煤柱等因素的影响导致在非采煤区存在漏风通道，进而导致瓦斯会随着风流进入到上隅角处聚集。因此，为了有效地降低瓦斯浓度需要封堵这些漏风口，降低上隅角处的瓦斯浓度，同时还可以避免瓦斯和外界空气进行混合导致煤矿上出现安全事故。通风口的封堵可以选择不可点燃的材料，并且将其放入到编织袋中，利用这种材料可以有效地减少非采煤区的漏风量，进而可以有效地降低“U”型采煤工作面的上隅角的瓦斯浓度。

2. 安装挡风帘

安装挡风帘是目前进行"U"型通风采煤工作面上隅角瓦斯治理最为常见的技术之一，一般作为辅助搭配其他的方法使用。挡风帘的具体作用是一旦采煤工作面的瓦斯浓度超标，需要在上隅角附近安装挡风帘，将工作面的风流引入到上隅角位置，进而可以使得上隅角位置上的瓦斯被稀释，有效地降低瓦斯浓度。

挡风帘的安装可以有效地调整上隅角附近的风向，将风流引入上隅角，进而可以有效地降低上隅角处的瓦斯浓度。但是挡风帘的安装需要消耗比较长的时间，并且对上隅角附近的支架移动、采煤、行人过往、物料运输等都会产生影响，并且挡风帘容易受到损害，导致其作用可以得不到有效地发挥。要想有效地降低瓦斯的浓度，仅仅依靠一道挡风帘其作用得不到有效地发挥，因此在具体进行设置的时候需要两道挡风帘。并且需要严格控制其间距，并且选择拉线的方式固定住，当采煤机需要通过第一道挡风帘的时候需要关闭第二道，反之也一样，进而可以正常的引导风流从并且可以保证设备可以通过实现物料的运输。

3. 架设稀释风机

稀释风机是采煤工作中主要的机械设备，在稀释瓦斯的时候需要在采煤面设置一台稀释风机，然后将软质风筒和上隅角进行连通，利用设备对上隅角处的瓦斯浓度进行进行及时地检测，从而可以在上隅角瓦斯浓度出现变化的时候适当地调整风筒在瓦斯聚集处的位置，进而可以有效地实现风量的调整，使得上隅角的涡轮情况可以得到有效地改善，进而可以实现该处瓦斯的稀释分散，从而可以有效地降低上隅角处的瓦斯浓度。

4. 加强上隅角处瓦斯的排放功能

通过对上述问题进行的分析和应用，可以看出相关部门在进行瓦斯处理的时候可以采取合理的措施加强上隅角处瓦斯的排放功能，进而可以改变其中风流，实现降低瓦斯浓度的目的，进而可以促进相关产业的发展。

首先，承建单位需要在采煤工作面的风流汇集的位置架设一台骨架风筒，将其风筒放置在上隅角的顶部位置^[2]。一般而言，在进行煤矿开采的时候上隅角处的压力一般大于排放通道的压力，利用骨架风筒就可以将上隅角出的瓦斯达到总的排放通道将瓦斯气体传播。另外，骨架风筒需要设置风量控制装置、瓦斯浓度检测装置等配套设施，一旦浓度达到警戒值需要立刻开启风口，并且调节风量，保证瓦斯浓度处于安全范围之内。

如果受到实际施工条件的影响，可以手动调节风筒使其穿过风门，进而可以提升压力差，从而可以有效地降低上隅角处的瓦斯浓度，这种方式在应用的时候有以下几个优势，即骨架风筒可以直接的发挥作用，降低瓦斯浓度，并且这种机械设备的规格比较小，有效地缩减空间，降低施工难度，进而可以降低这种整个采煤工作面的一些。最后，这种设备属于自动运行，不需要提供额外的动力，进而可以保证采煤的安全性。

总结：随着我国经济的发展和技术水平的提升，我国煤矿开采业也取得了新的发展，但是近几年煤矿开采的瓦斯爆炸现象十分地严重，导致煤矿的安全系数受到了影响。因此，相关部门需要采取合理的措施有效地控制瓦斯的浓度，提升煤矿开采的安全性，进而可以保障煤矿的安全生产。

参考文献：

[1]关建刚.浅谈煤与瓦斯突出矿井“U”型通风系统采煤工作面上隅角瓦斯管理[J].煤炭科技,2020,41(01):76-78.

[2]张勇.U型通风系统在高瓦斯矿井综采工作面瓦斯治理中的应用[J].能源技术与管理,2019,44(06):27-28.