于 涛

（同煤集团总调度室，山西 大同 037003）

经过长期现场观察及分析得知，采用“U”型通风方式的综采工作面上隅角位置与煤壁、采空区侧位置较近，且风流较弱，局部容易形成物流状态，造成从采空区对外涌出的瓦斯较难接受风流引流，进而使得瓦斯含量较高的风流在上隅角区域进行循环运动，并在涡流区实现聚集，导致上隅角区域瓦斯浓度超过上限，氧气浓度不满足标准。如果上隅角位置产生滞后回柱，除此处区域形成涡流外，也会在接近切顶排位置形成微风区，更容易形成瓦斯超限及氧气含量低情况。对于开采条件复杂的工作面，采取专用瓦斯抽排巷、地面钻孔抽排瓦斯等方式往往受到开采条件、成本等因素的制约，因此必须研究采取切实可行的方法，达到快速、有效地治理上隅角瓦斯超限及氧气浓度偏低的问题。

1 工作面概况

8606工作面北东为本盘区系统巷道，依次为14-3#层406-2盘区皮带巷、14-3#层406-2盘区轨道巷、14-3#层406-2盘区回风巷；北西及南西均为实煤区，北西方向2606巷从14-3#层406-2盘区轨道巷往里910.18～1118.55m为8608工作面；南东为8604工作采空区；上覆为14-2#层406盘区8606工作面釆空区。

马脊梁矿14-3#层406-2盘区8606工作面采用U型通风，计划风量768m3/min，实际风量1070m3/min，采用综采一次采全高的工艺进行回采。在回采到15m时顶板全部垮落，垮落后工作面上隅角瓦斯浓度经常超限，氧气浓度为7.0%～12.5%之间。按照集团公司要求上隅角氧气浓度不得低于18.5%。

2 上隅角氧气浓度低及瓦斯超限原因分析

8606工作面与8604采空区相邻，上覆14-2#8606采空区。8604工作面在完成回采之后，尽管及时进行密闭、封堵等工作，但采空区中的剩余煤仍会在低温环境下出现一定氧化，造成该区域出现缺氧现象。随着时间推移，采空区气体压力不断提高，若压力超过8606工作面对采空区的压力时，气体会经过煤柱中的裂隙等逐步外涌。由于8606工作面回风隅角区域属于该工作面风流较弱、流程负压最低的地方，因此瓦斯气体主要聚集于此，导致高位置氧气浓度严重下滑。

通过“U”型通风的方式加强工作面通风，使得进风口和回风口受风流压力差影响，由进风口吸入风流进入采空区，而漏出的风流会同时引走采空区内由于低温氧化逐渐聚集的高比例瓦斯，且含有瓦斯的空气密度相对较小，因此随空气对外转移时，上隅角区域成为采空区高浓度瓦斯外涌过程中经过的必然之路，导致上隅角产生瓦斯积聚现象，并随风流带入到回风巷中，导致瓦斯浓度增大。

3 “L”型风障的原理分析

根据工作面实际情况分析，掘瓦斯抽排巷、地面钻孔抽排瓦斯的方法成本高、见效慢，无法满足需求。8606工作面需要采取一种简单、灵活有效的方法治理隅角气体问题，因此决定尝试运用“L”型风障治理上隅角气体。采用放于超前支护段位置的“L”型风障，可以将瓦斯浓度较低的风流引至上隅角，切实提升该区域风流强度，使得上隅角及其周边位置的瓦斯浓度被稀释和引走，提升附近氧气浓度，同时由于整体风流强度增加，也会造成上隅角及其周边位置风压提高，进而减少采空区外涌的高浓度瓦斯进入。

4 “L”型风障设置方法

在回风巷利用超前支护单体搭设风障，风障材料选用井下常用的风帘布。

首先在工作面溜尾处从顶板到底板吊挂塑料网到尾超前20m处，在单体柱外侧先挂好塑料网，塑料网挂好后再吊挂风障。塑料网、风障和顶板、单体柱捆好。首道风障为L字型中的竖列，长度能够延伸至该工作面的最末一个支架。第二道风障和第三道风障与首道风障进行垂直布置，分别距离工作面切眼13m、20m，在第二、三道风障右侧钉两道风门木板墙，以便行人。三道风障通过铁丝、顶网等方式紧扎牢固并完成搭接，下部位置和底板接牢固定，适当采用木板进行压实，以确保风障具有严密性。风障的设置如图1所示。

5 “L”型风障的监控探头的设置

在实际情况中，上隅角处的高浓度瓦斯被稀释，瓦斯含量下降，氧气浓度提高，因此需重新布置监测探头。

（1）在回风通道和支架向后立柱上方的切顶线布置1号探头，对上隅角区域瓦斯浓度进行监测。其中报警浓度和断电浓度分别为1%和1.5%，工作面及巷道内所有非本质安全型电气设备复电浓度为1%。

（2）在距第三道风障10m处混合风流处布置2号探头，对混合风流位置气体浓度进行监测。其中报警浓度和断电浓度分别为1%和1.5%，同时设置工作区域其他非本质电气设备复电浓度为1%。

在完成上述布置后，自2606巷前往工作面的风流大多受第二道、第三道风障阻挡后，绕经首道风障由上隅角处实现回风；小部分漏过风障后形成合流，并共同进入5606巷，沿回风道进入回风巷。

图1 8606综采工作面“L”型风障吊挂示意图

6 应用情况

风障吊挂好后，随着工作面推进，导风障也不断往外移。在布置使用“L”型风障之后，经过上隅角位置的风量逐渐增多，风速也得到加强，在上隅角区域的瓦斯浓度得到了有效的稀释。由于风速的增加，使得上隅角处空气压力增加，采空区瓦斯涌出变少，瓦斯基本保持在0.3%～0.35%左右，回风巷基本保持在0.2%～0.3%，氧气浓度明显增高，保持在19%～21%左右。由此可见，利用吊挂“L”型风障治理上隅角瓦斯浓度超限及氧气浓度低的问题效果显著，同时该方法引风方式灵活，需要的设施材料简单，且能够在短时间内具有明显效果，无需单独布置设立专项瓦斯抽采巷，不光可以节省相关资源，也能够切实提升工作面施工安全性。

搭建“L”型风障操作简单，对工作面条件要求较低，治理上隅角瓦斯超限及氧气浓度偏低效果明显，见效速度迅速，对于建设生产年限较长、工作面可采走向距离较短、地质结构及开采情况复杂的矿井适用性强。但搭建“L”型风障对于尾巷物料的运输及行人起到了一定的限制。