岳小栋

（山西省雁北煤炭工业学校，山西 大同037005）

在高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井中，U 形通风工作面采空区上隅角不仅容易积聚瓦斯，而且采空区的瓦斯容易通过上隅角漏入回风巷，引起回风巷风流中瓦斯浓度超限，严重制约着工作面产量提高，并对安全生产构成了严重威胁[1～3]。本文基于分析上隅角瓦斯超限抽排治理瓦斯原理，针对U 型通风工作面上隅角瓦斯超限的缺点，提出了不同的瓦斯抽采方法并取得了良好效果。

1 上隅角的瓦斯来源及超限原因

“U”型通风采煤工作面在正常通风条件下，在工作面进风巷和回风巷风流压差作用下，上隅角作为工作面的漏风区是采空区瓦斯涌出的必经之道，必然造成上隅角瓦斯积聚[4～5]，如图1所示。

图1 U 形通风工作而风流流动

2 煤矿概况

矿井设计生产能力180 万t/a。现主采二层煤，平均厚度为18.33m，煤层倾角平均4°。顶板岩性为粗砂岩，底板岩性为粉砂岩。

煤层原始瓦斯含量为4.77～23.59m3/t，全矿井绝对瓦斯涌出量为188.08m3/min，相对涌出量为62.43m3/t，为高瓦斯矿井。矿井开采前在上隅角预埋一趟Ф400mm 的瓦斯管引出，利用抽排风机抽采，重点解决上隅角瓦斯超限。

3 上隅角瓦斯抽采法及效果分析

3.1 上隅角埋管抽采法。上隅角埋管抽采法是工作面开采前沿风巷上帮敷设一趟Ф400mm 瓦斯管（见图2 所示），每12m抽采管留设一个Ф400mm 变Ф219mm 的三通（三通口向上），并安装立管，加设堵板，立管安装高度不低于1.5m，当工作面推采至三通时，及时将堵板拆除并将孔口用钢丝网包裹，防杂物堵塞抽采管。在抽采立管处码放“#”型木垛，在埋入采空区的抽采管每隔0.1m 在其上方斜戗一道木，对抽采管进行保护。在抽采管出口处安装抽排风机，利用抽排风机抽采采空区上隅角瓦斯，抽采时管内平均抽采浓度为2.2%，抽采纯量平均为7.14m3/min。

图2 上隅角埋管抽排上隅角瓦斯

3.2 上隅角抽排风机抽采法。白芨沟煤矿在利用上隅角埋管抽采时，收到了较好的效果。但采空区采过后埋入的瓦斯管无法回收，造成材料浪费严重。为便于管理，本着节约材料的原则，现场试验可利用抽排风机连接抽排风筒直接抽排上隅角瓦斯（如图3 所示）。在上隅角码放砂袋墙，将抽排风筒引至上隅角砂袋墙内，并在砂袋墙外设置风障，将风筒吸风口封闭在回风巷上帮与沿走向设置的风障内，使上隅角形成局部负压区，利用抽排风机引放上隅角瓦斯。在采用上隅角抽排风机引放上隅角瓦斯后，经测定风筒内瓦斯浓度达2.4%，抽排瓦斯量达7.0m3/min，抽采效果比上隅角埋管抽采效果好，截止2009 年3月已累计抽出瓦斯量112.12 万m3，如表1 所示。

表1 上隅角抽排风机抽采量分布表

图3 上隅角抽排风机排除上隅角瓦斯

3.3 尾巷抽采法。利用工作面采过的回风横川抽排采空区瓦斯，在巷道内敷设Ф219 mm、Ф450mm 瓦斯管，并将巷道口封闭，当工作面推进5～10m 后，其顶板与尾巷巷道冒通，形成较大的瓦斯赋存空间，随着工作面的推进，空间越来越大，然后进行低负压大流量高浓度抽采。解决上隅角、架后及回风流的超限瓦斯（见图4）。

图4 尾巷抽采布置示意图

工作面采过回风二川后，提前在闭内预埋两趟瓦斯抽采管路，一趟为Ф219mm 的瓦斯管，利用南二瓦斯抽采泵抽采，抽采浓度为2%，抽采纯量为2.1m3/min；一趟为Ф450mm 的瓦斯管，利用FBDC№6.6-2×26kW 轴流对旋式抽排风机抽采，抽采时管内抽采浓度平均为1.7%，抽采纯量为3.91m3/min，截止2009年2 月已累计抽出瓦斯量137.85 万m3，具体见表2。

表2 尾排抽采量分布表

4 结论

4.1 分析了U 型通风工作面采空区瓦斯的来源及上隅角超限原因，并提出了增加漏风汇和通过减少采空区漏风量来治理采空区上隅角的瓦斯超限。

4.2 煤矿在利用上隅角埋管抽采时，管内平均抽采浓度为2.2%，抽采纯量为7.14m3/min，收到了较好的效果。

4.3 在采用上隅角抽排风机引放上隅角瓦斯后，抽排瓦斯量达7.0m3/min，抽采效果比埋管抽采效果好，截止2009 年3 月累计抽出瓦斯112.12 万m3。

4.4 在工作面采过的回风横川中敷设瓦斯管，利用轴流对旋式抽排风机抽采，抽采浓度平均1.7%，抽采纯量3.91m3/min，截止2009 年2 月已累计抽出瓦斯量137.85 万m3。