万明亮

(西山煤电(集团)有限责任公司东曲矿，山西 古交 030200)

西山煤电(集团)公司东曲矿是高瓦斯矿井，随着开采深度的加大和矿井开采水平的不断延伸和开采强度的不断增加，瓦斯将成为制约矿井高产高效的主要因素。特别是2009年屯兰矿“2．22”事故发生后，深刻体会到“瓦斯不治、矿无宁日”，提出3年瓦斯彻底整治规划。根据3年瓦斯彻底整治规划，必须把矿井采煤工作面“三进一回”和“二进一回”通风系统全部改造成“U”型通风系统。众所周知，“U”型通风系统容易造成上隅角附近瓦斯超限。在生产过程中，三采区14307工作面绝对瓦斯涌出量仅2．75 m3/min，但上隅角瓦斯浓度最大时达0．76%，而回风流仅0．1%。因此，针对上隅角瓦斯积聚的原因，采取行之有效的上隅角瓦斯治理方法，杜绝上隅角瓦斯超限是必须面对的课题之一。

1 上隅角瓦斯产生的原因

“U”型通风的回采工作面，上隅角是工作面切顶线与风巷煤壁上帮交汇处。正常通风条件下，在工作面进风巷和回风巷的风流压差作用下，上隅角作为工作面的漏风汇合处，是采空区瓦斯涌出的必经之道，易造成上隅角瓦斯积聚。另外，相对于空气来说，采空区内含瓦斯空气的密度较小，从而产生“瓦斯风压”的自然上升力，必然使采空区内含高浓度瓦斯的空气向上隅角运移，使上隅角成为采空区高浓度瓦斯集中涌出的地点。这也是上隅角成为工作面采空区瓦斯集中涌出和局部积聚频繁超限的重要原因。

2 上隅角瓦斯治理方法

上隅角瓦斯治理基本上有两类方法，一类是把风流引向采面上隅角，主要有风障导风，利用瓦斯稀释器;另一类就是以降低采空区瓦斯为目的，或风排，或抽采，主要是增大回采工作面风量、上隅角瓦斯抽采、设置采空区风幛、利用顶板走向钻孔、高抽巷等。

1)风障导风稀释上隅角瓦斯。风障导风稀释上隅角瓦斯是最早使用的一种简便方法，是用一块大小适当的风筒布在上隅角上风侧(排尾架间)遮挡采面风流，使其改变流动方向，将风引至上隅角，吹散稀释上隅角积聚的瓦斯。

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。根据工作面涌出量，在风速不超、防尘效果好的情况下，增大工作面配风量。

3)采煤工作面上隅角抽采。沿回风顺槽距巷道底板1．8 m，采用M16 mm的花篮螺丝加专用管卡的方式将D315 mm的抽采管路吊挂在巷道的左帮(靠近煤柱一侧)。当管路安装到距工作面50 m的位置，采用3根d80 mm的抽放软管连接到已固定在液压支架的管路上(镂空立管和部分管路提前固定在液压支架侧护板，此联接为活联接，可以使立管在上隅角和采空区间活动)。随着工作面回采移挪支架抽采，保证了上隅角抽采的稳定，同时便于拆除D315 mm抽采管路。

4)利用瓦斯稀释器处理上隅角瓦斯。在采煤工作面上风口，按瓦斯稀释器出风口距回风巷上煤帮煤壁2．0～2．5 m，切顶线 1．5 ～2．0 m、顶板 0．8 ～1．0 m，与工作面夹角45°，仰角5°，吊挂瓦斯稀释器，对准上隅角瓦斯积聚地点。见图1。

图1 瓦斯稀释器吹散采面上隅角瓦斯

5)根据采面上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，使上隅角避免出现瓦斯超限。在工作面采空区一侧，沿切顶排从工作面一出口到上隅角设置风幛，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。因此，这种方法受多种条件的制约，使用效果不理想。只有当回采工作面上隅角积聚瓦斯速度不大(2～3 m3/min)和瓦斯浓度不太高(3%左右)的情况下应用效果才明显。

6)利用顶板走向钻孔。在顶板布置钻场，通过抽采泵产生的负压来改变采空区的瓦斯流向，使采空区的瓦斯由上隅角通过冒落带和裂隙带由钻孔抽出，从而减小上隅角瓦斯涌出，达到降低上隅角和回风流的目的。由于裂隙带钻孔往往因钻孔、封孔工艺等影响因素，瓦斯治理效果并不理想，当工作面绝对瓦斯涌出量大时，为达到最优的效果，可采用高抽巷。

7)高抽巷抽采，是利用工作面开采后形成的竖向裂隙带和横向环形裂隙圈的卸压作用进行瓦斯抽采，所以高抽巷应布置在裂隙带和环形裂隙圈内。当工作面推过高抽巷后，顶板垮落，顶板岩层及煤层卸压，原来煤层中的瓦斯压力平衡遭到破坏，围岩、煤层、采空区遗煤解吸的瓦斯在抽放负压作用下向高抽巷流动，通过“高抽巷”将采空区内瓦斯及时抽出，达到治理采空区瓦斯的目的。当工作面绝对瓦斯涌出量大时，为从根本上解决上隅角瓦斯隐患，可采用此方法。

3 加强工作面上隅角瓦斯监控

“U”型通风系统的采煤工作面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，甲烷传感器应垂直悬挂，距顶板(顶梁)不得大于300 mm，距巷道侧壁不得小于200 mm，并应安装维护方便，不影响行人和行车。吊挂位置示意图见图2。

图2 U型通风系统甲烷传感器吊挂位置示意图

坚持“瓦斯超限是可免可控的”、“瓦斯超限零容忍”的理念。强化管理采煤工作面甲烷传感器T0实行0．7%预报警，T1和T2实行0．5%预报警。采煤工作面的瓦斯浓度达到预报警值后，必须停止作业，汇报通风调度和矿调度，并采取针对性措施，在瓦斯得到有效控制后，方可组织生产。

4 结语

根据综采工作面瓦斯赋存情况选取相应的方法，工作面绝对瓦斯涌出量较高时，可选取“高投入”的高抽巷为主的上隅角治理方法;例如 +860水平28202工作面使用高抽巷后，上隅角瓦斯浓度均在0．5%以下。工作面绝对瓦斯涌出量较低时，可选取除高抽巷以外的其他方法，例如14307工作面使用风帘，瓦斯稀释器等方法后，上隅角瓦斯浓度由0．76%下降到0．4%。

［1］ 张永生．采煤工作面上隅角瓦斯超限原因分析及对策［J］．矿山压力与顶板管理，2005(2)：45－49．

［2］ 张传喜，马丕良．事故案例分析［J］．煤矿安全，2008(3)：17－19．