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1、“U”型通风系统下回采工作面各地点的瓦斯管理规定及上隅角瓦斯治理办法,单位：霍州煤电集团悦昌煤业主讲人：杜冠云,1 、“U”型通风系统下回采工作面各地点的瓦斯管理规定,1.1 监控系统管理规定,U型通风方式在上隅角设置甲烷传感器T0，工作面设置甲烷传感器T1，工作面回风巷设置甲烷传感器T2.T0：报警浓度0.8%CH4；断电浓度1.2%CH4；复电浓度0.8%CH4；断电范围：工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。T1：报警浓度0.8%CH4；断电浓度1.2%CH4；复电浓度0.8%CH4；断电范围：工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。T2：报警浓度0.8%CH4；断电浓度0.8
2、%CH4；复电浓度0.8%CH4；断电范围：工作面及其回风巷内全部非本质安全型电气设备。,采煤工作面采用串联通风时，被串工作面的进风巷设置甲烷传感器T4。 T4：报警浓度0.5%CH4；断电浓度0.5%CH4；复电浓度0.5%CH4；断电范围：被串采煤工作面及其进、回风巷内全部非本质安全型电气设备。,1.2瓦斯检查管理规定,回采工作面瓦检牌悬挂位置应符合下列要求：进风流的瓦检牌设在进风巷内距工作面煤壁2030m范围内。工作面风流及上隅角的瓦检牌设在回风巷内距工作面煤壁不大于30m的范围内。回风巷风流瓦检牌设在回风巷内距回风巷口2030m范围内。,回采工作面瓦斯的检查区域包括：进风风流，工作面风
3、流，回风风流，上隅角，下隅角，每班检查不少于三次，每次检查结果都要详细及时的填写在瓦检牌上，并通知现场的工作人员。,1.3隅角瓦斯管理,1、采用“U”型通风方式的回采工作面上隅角悬顶面积不得大于10m2。2、在上隅角处要安设净化水幕，机组割煤时必须开启。（原因瓦斯微溶于水，混入煤尘可降低瓦斯爆炸的下限。）3、回采工作面上隅角瓦斯浓度达到或超过0.8%时，必须采取相应措施进行处理。禁止使用抽出式局部通风机处理上隅角瓦斯。 4、回采工作面的通风系统必须稳定可靠，风量必须满足要求。,2、U型通风系统采煤工作面瓦斯超限的原因,2. 1、采面上隅角为采空区风流的汇合处我国绝大多数采煤工作面均采用“U”型
4、通风方式。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。其采空区流线分布如图1所示。,可见，进入采空区的风流通过在采空区内的气流交换过程，逐渐返回工作面，最后汇集于采面上隅角，所以，工作面隅角为采空区瓦斯流入工作面的汇合处。,2.2、采面隅角的风流状态是瓦斯超限的重要原因(见图2、图3),经过长期现场观察，根据分析得知，采面上隅角靠近煤壁和采
5、空区侧，风流速度很低，且该处风流直角拐弯局部处于涡流状态(如图2所示)。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。如图3所示，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。,3、对五种防治隅角瓦斯超限方法的分析,针对上隅角瓦斯超限的情况，通常的防治方法有五种，即：设置隅角临时挡风帘，提高采面供风量，设置采空区风幛，安设专用抽出式风机，安设移动瓦斯抽放泵站，现分别进行分析。,3.1、设置采面隅角挡风帘,如图4所示，当采面上隅角出
6、现瓦斯超限时，在靠近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。,。,某矿340W面在生产过程中，出现了上隅角瓦斯异常的现象，CH4和C02浓度分别达到2%和0.5%左右,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和C02浓度很快降到1%和0.1%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，必然使上隅角瓦斯
7、浓度忽高忽低，极不稳定。同时，挡风帘的存在，增大了工作面的通风阻力，使工作面的风量降低。 因此，这种防治方法可靠性较差，效果不是很理想，只能作为临时性的应急措施。当采面上隅角出现较长时间的超限时，这种方法很不可靠。,3. 2、增大回采工作面风量,工作面风流对上隅角涡流区积聚瓦斯的驱散，主要靠工作面风流与上隅角瓦斯积聚区间的空气的对流和主风流的扩散作用。经过长时间的现场观察，发现在工作面正常供风的情况下，靠有限速度的风流来驱散上隅角涡流积聚区的高浓度瓦斯是不可能的。工作面采用增大风量的办法，可使上隅角积聚区风流与工作面主风流的对流作用加大，从而稀释该处的瓦斯浓度，但是随着风量的提高，负压增大，采
8、空区的风流速度加大，使采空区的瓦斯流线延深，加强了风流与采空区内的瓦斯的交换，同时风流从采空区携带出的瓦斯量也增大，但总的来说瓦斯浓度还是有一定的下降趋势。,根据参考资料，某矿3203工作面开采时，3202面为相邻的上工作面，己开采完且封闭。当采面推到与3202面联络巷位置时，由于密闭墙体被压坏，导至3202面采空区内的高浓度瓦斯涌入3203面，使该面隅角瓦斯浓度达到1.1%。工作面正常配风量为1100m3/min,为稀释隅角的高浓度瓦斯，将工作面风量提高到1500 m3/min。经测定，隅角的瓦斯浓度降到0.8%,仅下降了0.3%。,可见，靠增大采面风量的办法对于处理上隅角积聚的瓦斯作用也是
9、有一定的局限。同时，风量过大又具有以下缺点：,(1)造成邻近采掘工作面的供风量下降，影响矿井通风系统的稳定;(2)使采面风流中的粉尘浓度增加，恶化工作面的工作环境，增大防尘工作的难度;(3)工作面风量过大容易使巷道内的风速超过煤矿安全规程的规定，影响矿井的质量标准化达标。,3. 3、设置采空区风幛,根据采面隅角瓦斯超限的原因可知，若能减少进入采空区的风量，则可减少采空区的瓦斯涌出量，使隅角避免出现瓦斯超限。如图5所示，在工作面采空区一侧，沿切顶排从工作面一出口到隅角设置风幛，这样就可最大限度地减少进入采空区的漏风量。尤其是在工作面出口处，由于风流进入工作面时在此处直射采空区，所以应保证此区段的
10、风幛封堵严密。,可见，这种处理方法可从根本上减少采空区的瓦斯涌出量，但是由于风幛位于采空区边缘，采空区落下的矸石极易将风幛破坏，造成风幛漏风增大;同时由于风幛随着工作面向前推进而逐渐前行，所以增大了工人的操作难度和工作量，而在综采工作面使用这种方法更是无法操作。（因为无法在支架后面设风障。）因此这种方法受多种条件的制约，使用效果不太理想，综合机械化采煤工作面则无法使用。,3.4、安设专用抽出式风机,如图6所示，当采煤工作面上隅角出现瓦斯超限时，安设一专用抽出式风机，风筒入口位于采面隅角。于是，在风筒入风口处形成一较大负压区，工作面的主风流由于压差的作用会增大流经上隅角的风量，以满足风机吸风量的
11、要求。这样，上隅角的高浓度瓦斯经流过此处的工作面风流的稀释后进入风筒内部，经风机排入回风巷。这种处理方式具有以下优点：,(1)采面隅角的高浓度瓦斯可尽快地进入风筒内部，经抽出式风机排入回风巷;(2)可增大隅角的风量，及时冲淡此处的高浓度瓦斯;(3)在风机正常运转的情况下，此种方式抽排上隅角瓦斯效果还比较明显。,但此种方法也存在以下缺点： 局部通风机安设在乏风中，且从上隅角抽出的高浓度瓦斯从局部通风机中流过，一旦风机失爆，易引起瓦斯煤尘爆炸事故，后果不堪设想。 因此此种方法在焦煤集团不允许使用。,3.5、安设移动瓦斯抽放泵站,在工作面回风巷中布置一移动抽放瓦斯管路，如图7所示。抽放管路管口始终保
12、持伸入采空区10-30m处，用于抽放切顶线后方采空区的瓦斯，以减少采空区瓦斯大量涌入到上隅角，同时在管路上设一三通，留一管口接到上隅角内，对上隅角进行抽放，移动泵站抽放出口接至采区回风巷，以确保管内瓦斯在与全风压风流汇合前降到1%以下，移动泵抽放后，上隅角瓦斯涌出大量减少，瓦斯积聚次数减少。,某矿2-504工作面，上隅角瓦斯经常处在1%-2%之间，经使用移动式瓦斯抽放泵对上隅角瓦斯进行抽放后，瓦斯浓度降低至0.3%左右，切实有效的解决了上隅角瓦斯超限问题。利用移动式瓦斯抽放泵处理采煤工作面上隅角瓦斯超限的办法是切实可行的。且抽放泵结构紧凑,体积小, 有可靠的机械安全性能,还可根据工作面瓦斯涌出
13、量情况选型。,3.6、其他方面及管理措施,生产过程中改进端头支护形式，充分发挥切顶柱的作用，在支架和端头支柱前移时，及时放顶，尽量使采空区冒实，或对采空区进行充填，减少上隅角的面积，消除或减少瓦斯滞留的空间，从而也可降低瓦斯积聚的机率。根据现场实际，合理布置上隅角范围内的瓦斯测点，及时发现和掌握动态下的瓦斯变化情况，合理调整风障的位置和角度、以及抽放管口的位置会使该处的瓦斯浓度进一步降低，效果会更好。对工作面风量定时进行测定，根据测风结果，分析总结工作面调节风量与采空区瓦斯涌出量的大小的规律，及时调节工作面风量。严格执行“瓦斯超限就是事故”的制度，发现工作面瓦斯异常涌出上隅角瓦斯超限时，必须立即断电撤人，追查处理。,4、结论,经过以上分析，结合现场的实际情况，要想治理好上隅角瓦斯，应遵循以下的处理原则： (1)在工作面上隅角处及时回柱，严禁出现滞后回柱现象。控制好上隅角空顶面积，消除或减少瓦斯滞留的空间，从而可以降低瓦斯积聚的机率。(2)一旦发生超限作为应急性的措施，立即在上隅角设置风障，可以起到一定的作用，但超限若长期存在，就应安设瓦斯移动抽放泵站进行处理。(3)对与该工作面相关的所有封闭采空区的密闭进行排查，封堵漏风。在进行工作面设计时，要尽量避免相邻工作面贯通或设置联巷。(4)采用抽出式局部通风机处理上隅角瓦斯超限存在安全隐患，我们禁止使用。,谢谢大家!,
