浅谈采面上隅角瓦斯超限事故的安全防治

于闯开

摘 要：在众多煤矿事故中，瓦斯爆炸造成的危害最大，从每年的事故统计来看，绝大多数特大事故都是由于瓦斯爆炸引起的。预防、控制瓦斯事故，是实现煤矿安全生产的关键。而采面上隅角作为工作面采空区的漏风处，更易造成瓦斯积聚，对采煤工作面的安全生产构成严重威胁，综合分析了采面上隅角瓦斯超限的主要原因，并提出了防治方法。

关键词：上隅角；瓦斯超限；安全防治

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.08.097

1 采面上隅角瓦斯超限事故发生的原因、规律和因素

1.1 采煤工作面的通风方式

采煤工作面通常采用U型通风方式，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。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在上隅角处最大。

随着采煤工作面逐渐推进，新鲜煤壁不断暴露，在矿山压力的作用下使前方煤体处于卸压带，煤层的透气性随之增大，瓦斯涌出量也随着增加，同时采落下来的煤炭中不断释放瓦斯，导致工作面回采空间内瓦斯涌出量增加，同时瓦斯的密度相对于空气较轻，有利于煤层中涌出的瓦斯向采煤工作面上隅角积聚。

1.2 上隅角的风流状态是瓦斯超限事故的主要原因

采面上隅角靠近煤壁和采空区侧，风流以90度角度突然调向，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。若工作面上隅角回柱滞后，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。

1.3 影响上隅角瓦斯涌出因素

采面上隅角瓦斯涌出量的大小是自然因素、开采条件和通风等综合因素的结果，采煤工作面瓦斯的主要来源临近煤层和采空区，其次时回采过程中暴露的煤壁，因此主要分析一下因素对上隅角瓦斯涌出量的影响。

（1）煤层和围岩瓦斯含量是一下上隅角的决定性因素，煤层中瓦斯含量越高，瓦斯的涌出量就越大，瓦斯的涌出速度也随之增加。

（2）煤层的开采深度的增加相对于瓦斯涌出量也随之增高，临近煤层与围岩中所涌出的瓦斯量比开采煤层增加的要快，易造成上隅角瓦斯积聚。

（3）风流方向。回采工作面大多采用上行式通风方式，風流从进风侧流向回风侧时，风流方向先向里，后转向，最后向外流出，瓦斯呈现向回风侧流动的趋势，瓦斯浓度增高，同时工作面进风瓦斯浓度较小，回风侧瓦斯浓度较大，这是由于回风侧瓦斯浓度的增加来自采空区瓦斯的流入，瓦斯运动到顶板和采空区的上部，将瓦斯导入工作面上隅角，造成瓦斯升高。

2 上隅角瓦斯超限事故的防治方法

2.1 煤层注水

回采过程中瓦斯易从煤壁及采落下地煤炭中释放瓦斯，加强煤层注水，使煤体保持湿润，是降低瓦斯涌出量的关键环节之一。

2.2 调整施工工序

采用“两采一放”作业循环，及两班采煤，一班放顶煤。工序彻底分离，独立作业，这样即避免瓦斯集中涌出，也保证了工作面正常作业。具体工序如下：割煤→推移前部刮板运输机→移架（拉移后部刮板运输机）→割煤→推移前部刮板运输机→移架（拉移后部刮板运输机）→放顶煤。作业中严禁任何两个工序同时作业，避免工作面瓦斯集中涌出导致上隅角瓦斯高。

2.3 深孔泄压钻孔，降低煤层中瓦斯含量

降低煤层中瓦斯含量主要有采取本煤层瓦斯抽放、邻近煤层瓦斯抽放和顶、底板抽放巷卸压强化抽放等措施。经抽放后，煤层的瓦斯含量下降，回采期间瓦斯涌出量减少，上隅角的瓦斯相应减少。

2.4 稀释上隅角瓦斯浓度

稀释上隅角瓦斯浓度是将新鲜风流引入到采煤工作面上隅角，把瓦斯稀释带走。采用此种方法时根据瓦斯涌出量大小、巷道布置、通风方式等情况决定，当工作面上隅角瓦斯浓度和瓦斯积聚速度较大时，可在工作面老塘侧设置风障，增大通过上隅角的风量，改变上隅角瓦斯涡流状态，降低瓦斯浓度，排除上隅角瓦斯积聚，防止瓦斯超限。

2.5 上隅角瓦斯抽放

上隅角埋管抽放。由于上隅角容易产生瓦斯积聚造成瓦斯超限，因此在靠近上隅角的三角区采用煤袋垛实，并用黄泥将存在的缝隙封实，利于抽放瓦斯，然后采用软胶管插入上隅角并与大管径抽放管路连接，保证抽放效果。

2.6 改变采面通风方式，消除上隅角瓦斯

改变工作面的通风方式，如采用“Y”、“Z”或“W”型通风，工作面留尾巷，下行通风（但需符合《煤矿安全规程》的规定）。这些方法一般适用于采面瓦斯绝对涌出量在5 m3/min以下，效果比较好。

2.7 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。

2.8 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。

2.9 专人看管瓦斯传感器

采煤队应安排专人监管回风巷中的瓦斯传感器，如果瓦斯浓度较高时，立即打信号停止工作，当瓦斯浓度正常后，再继续生产。

3 结语

通过总结上隅角瓦斯超限事故的特点，发掘事故的规律，认真的分析事故的原因，及时做好预防工作，这是预防上隅角瓦斯超限事故最有效的方式。技术管理人员经常总结归纳事故的原因、经验和教训等，可通过观察和记录，对上隅角瓦斯超限事故起到预防的作用。煤矿管理人员应不断地提高安全管理的水平，出现问题时及时采取有效措施遏制瓦斯超限事故的发生，为矿井的安全生产保驾护航。

参考文献：

[1]赵铁锤，袁亮.煤矿总工程师技术手册[S].北京：煤炭工业出版社，2010.

[2]张传喜，马丕良.浅析采煤工作面上隅角瓦斯超限的几种处理方法[J].煤矿安全，2008.