“U”型通風方式采煤工作麵隅角

“U”型通風方式采煤工作麵隅角
瓦斯超限的處理方法
李成銀 郭方群

1、"U"型通風係統采煤工作麵瓦斯超限的原因
1. 1、采麵隅角為采空區風流的彙合處
我國絕大多數采煤工作麵均采用“U”型通風方式。在這種通風方式下，進入工作麵的風流分為兩部分，一部分沿工作麵流動；另一部分進入采空區，在采空區內部沿一定的流線的方向流動，在工作麵的後半部分，進入采空區的風流逐漸返回工作麵。若工作麵後方與鄰近煤層采空區或同一煤層未隔離的巷道相通，即采空區有漏風通道，則此風流會彙入工作麵漏入采空區的風流中而流向工作麵。其采空區流線分布如圖1所示。

可見，進入采空區的風流通過在采空區內的氣流交換過程，逐漸返回工作麵，最後彙集於采麵隅角，所以，工作麵隅角為采空區瓦斯流入工作麵的彙合處。
1.2、采麵隅角的風流狀態是瓦斯超限的重要原因（見圖2、圖3）

經過長期現場觀察，根據 03manbetx 得知，采麵隅角靠近煤壁和采空區側，風流速度很低，局部處於渦流狀態（如圖2所示）。這種渦流使采空區湧出的瓦斯難以進入到主風流中，從而使高濃度瓦斯在隅角附近循環運動而聚集在渦流區中，形成了隅角的瓦斯超限。如圖3所示，若工作麵隅角出現滯後回柱，除隅角存在的渦流區外，在靠近切頂排處會出現微風區，采空區漏出的瓦斯在此處積聚，更容易形成隅角的瓦斯超限。
2、對四種防治隅角瓦斯超限方法的03manbetx
針對隅角瓦斯超限的情況，通常的防治方法有四種，即：設置隅角臨時擋風簾，提高采麵供風量，設置采空區風幛，安設專用抽出式風機。現分別進行 03manbetx 。
2.1、設置采麵隅角擋風簾

如圖4所示，當采麵隅角出現瓦斯超限時，在靠近隅角處掛一擋風簾，使之將工作麵的風流一分為二，利用風簾引導較多的風流流經隅角，以稀釋高濃度瓦斯。風幛可采用軟質風筒布製作，長度一般不小於10m。
某礦340W麵在生產過程中，出現了隅角瓦斯異常的現象，CH4和C02濃度分別達到2%和5%,於是在隅角附近加設了一道擋風簾。根據現場觀測發現，采用擋風簾後，隅角的CH4和C02濃度很快降到1%以下；但是由於擋風簾的存在，使采煤機割煤，隅角附近支、回柱，上出口行人、運料受到很大的影響，往往出現擋風簾被破壞而失去作用的現象，導致隅角瓦斯濃度又很快升高到超限濃度以上。這樣反複操作的結果，必然使隅角瓦斯濃度忽高忽低，極不穩定，形成了 安全生產的一大隱患。同時，擋風簾的存在，增大了工作麵的通風阻力，使工作麵的風量降低。
因此，這種防治方法可靠性較差，效果不理想，隻能作為臨時性的應急 措施。當采麵隅角出現較長時間的超限時，這種方法很不可靠。
2. 2、增大回采工作麵風量
工作麵風流對隅角渦流區積聚瓦斯的驅散，主要靠工作麵風流與隅角瓦斯積聚區間的空氣的對流和主風流的擴散作用。經過長時間的現場觀察，發現在工作麵正常供風的情況下，靠有限速度的風流來驅散隅角渦流積聚區的高濃度瓦斯是不可能的。工作麵采用增大風量的辦法，雖然可使隅角積聚區風流與工作麵主風流的對流作用加大，但是隨著風量的提高，負壓增大，采空區的風流速度加大，使采空區的瓦斯流線延深，加強了風流與采空區內的瓦斯的交換。若采空區內存在其它漏風通道，則會增大此漏風量。總之，若增大采麵風量，會使風流攜帶出的瓦斯量增大。
根據參考資料，某礦3203W工作麵開采時，3202W麵為相鄰的上工作麵，己開采完且封閉。當采麵推到與3202W麵聯絡巷位置時，由於密閉牆體被壓壞，導至3202W麵采空區內的高濃度瓦斯湧入3203W麵，使該麵隅角瓦斯濃度達到1.1%。工作麵正常配風量為500m3/min,為稀釋隅角的高濃度瓦斯，將工作麵風量提高到850 m3/min。經測定，隅角的瓦斯濃度降到0.9%,僅下降了0.2%。
可見，單靠增大采麵風量的辦法難以有效地處理上隅角積聚的瓦斯。同時，風量過大又具有以下缺點：
（1）造成鄰近采掘工作麵的供風量下降，影響礦井通風係統的穩定；
（2）使采麵風流中的粉塵濃度增加，惡化工作麵的工作環境，增大防塵工作的難度；
（3）工作麵風量過大容易使巷道內的風速超過《 煤礦 安全 01manbetx 》的規定，影響礦井的質量 標準化達標。
2. 3、設置采空區風幛

根據采麵隅角瓦斯超限的原因可知，若能減少進入采空區的風量，則可減少采空區的瓦斯湧出量，使隅角避免出現瓦斯超限。如圖5所示，在工作麵采空區一側，沿切頂排從工作麵一出口到隅角設置風幛，這樣就可最大限度地減少進入采空區的漏風量。尤其是在工作麵出口處，由於風流進入工作麵時在此處直射采空區，所以應保證此區段的風幛封堵嚴密。
可見，這種處理方法可從根本上減少采空區的瓦斯湧出量，但是由於風幛位於采空區邊緣，采空區落下的矸石極易將風幛破壞，造成風幛漏風增大；同時由於風幛隨著工作麵向前推進而逐漸前行，所以增大了工人的操作難度和工作量。
因此這種方法受多種條件的製約，使用效果不太理想。
2.4、安設專用抽出式風機

如圖6所示，當采煤工作麵隅角出現瓦斯超限時，安設一專用抽出式風機，風筒入口位於采麵隅角。於是，在風筒入風口處形成一較大負壓區，工作麵的主風流由於壓差的作用會增大流經隅角的風量，以滿足風機吸風量的要求。這樣，隅角的高濃度瓦斯經流過此處的工作麵風流的稀釋後進入風筒內部，經風機排入回風巷。這種處理方式具有以下優點：
（1）采麵隅角的高濃度瓦斯可盡快地進入風筒內部，經抽出式風機排入回風巷；
（2）可增大隅角的風量，及時衝淡此處的高濃度瓦斯；
（3）由於風筒體積小，占用空間小，可大大地減少工作麵施工造成的影響；
（4）在風機正常運轉的情況下，此種方式抽排隅角瓦斯是一個 安全可靠的治理過程。
3、結論
經過以上 03manbetx ，結合現場的實際情況，一旦采麵隅角出現瓦斯超限的情況，應遵循以下的處理原則：
（1）作為應急性的 措施，立即設置采麵隅角擋風簾；並盡快安設專用抽出式風機，以替換擋風簾。
（2）對與該工作麵相關的所有封閉采空區的密閉進行排查，封堵漏風。
（3）在工作麵隅角處及時回柱，嚴禁出現滯後回柱現象。
（4）若因現場主、客觀原因造成采空區漏風過大，則應在相應的漏風區域靠近采空區側沿切頂排敷設一趟風幛，保證嚴密不漏風。