文档介绍：浅析采煤工作面上隅角瓦斯超限的几种处理方法
摘要:分析了采煤工作面上隅角瓦斯超限的种种原因,并提出了治理上隅角瓦斯超限的几种方法,详细介绍了各种方法的优缺点及发展方向。
  关键词:工作面;上隅角;瓦斯;处理
1 采煤工作面上隅角瓦斯超限的原因分析
  采煤工作面的通风方式
采煤工作面的通风方法有:“U”型、“Z”型、“Y”型、“W”型、“H”型等多种,但我国绝大多数采煤工作面均采用“U”型通风方式。
“U型通风条件下的采空区瓦斯流动场的规律:沿工作面推进方向,从工作面向采空区深部剖面看,采空区瓦斯呈现为一个抛物线状,从进风巷向回风巷剖面看,采空区瓦斯呈现为一元一次方程直线状(在上隅角处最大)。
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。
可见,进入采空区的风流通过采空区,风流带出瓦斯,逐渐返回工作面,最后汇集于采面上隅角,所以,工作面上隅角为采空区瓦斯流入工作面的汇合处。
采面上隅角的风流状态是瓦斯超限的重要原因
采面上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。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上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。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。
  采面上隅角处两面压差大小是瓦斯超限的一种原因
巷道风流中任一断面都具有静压、位压、动压,三种压力之和是全压,全压差的大小决定着风流的方向和速度。由于上隅角处两面的静压和位压是一样的,风流速度不一样,采煤工作面的风流到此转弯,造成上隅角处风流速度变慢,上隅角两面的风流速度差降低,此处风流速度大大减少,在上隅角处出现无速度差,甚至风流出现紊流。
    2 防治上隅角瓦斯超限的方法
    针对上隅角瓦斯超限的情况,通常的防治方法有10种,即:①设置上隅角临时挡风帘;②增大回采工作面风量;③设置采空区风幛;④采煤工作面安装局部通风机;⑤采煤工作面回风巷安设风、水引射器;⑥安设专用抽排风机;⑦高位抽放瓦斯;⑧建立采煤工作面尾排系统;⑨三相泡沫挤上隅角瓦斯;⑩改变通风方式等。现分别进行分析。
     设置采面上隅角挡风帘
    
当采煤工作面上隅角出现瓦斯超限时,在靠近采煤工作面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。
     如1301面在生产过程中,出现了上隅角瓦斯异常的现象,CH4浓度达到2%,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,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,导致上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