[摘 要] 本文分析了采煤工作面上隅角瓦斯超限的種種原因,并提出了治理上隅角瓦斯超限的幾種方法,詳細介紹了各種方法的優缺點及發展方向。
[關鍵詞] 工作面; 上隅角; 瓦斯;處理
1采煤工作面上隅角瓦斯超限的原因分析
1.1采煤工作面的通風方式
采煤工作面的通風方法有: “U”型、“Z” 型、“Y” 型、“W” 型、“H” 型等多種,但我國絕大多數采煤工作面均采用“U”型通風方式。
“U”型通風條件下的采空區瓦斯流動場的規律:沿工作面推進方向,從工作面向采空區深部剖面看,采空區瓦斯呈現為一個拋物線狀,從進風巷向回風巷剖面看,采空區瓦斯呈現為一元一次方程直線狀(在上隅角處最大)。
在這種通風方式下,進入工作面的風流分為兩部分,一部分沿工作面流動;另一部分進入采空區,在采空區內部沿一定的流線的方向流動,在工作面的后半部分,進入采空區的風流逐漸返回工作面。若工作面后方與鄰近煤層采空區或同一煤層未隔離的巷道相通,即采空區有漏風通道,則此風流會匯入工作面漏入采空區的風流中而流向工作面。
可見,進入采空區的風流通過采空區,風流帶出瓦斯,逐漸返回工作面,最后匯集于采面上隅角,所以,工作面上隅角為采空區瓦斯流入工作面的匯合處。
1.2采面上隅角的風流狀態是瓦斯超限的重要原因
采面上隅角靠近煤壁和采空區側,風流速度很低,局部處于渦流狀態。這種渦流使采空區涌出的瓦斯難以進入到主風流中,從而使高濃度瓦斯在上隅角附近循環運動而聚集在渦流區中,形成了上隅角的瓦斯超限。如圖3所示,若工作面上隅角出現滯后回柱,除上隅角存在的渦流區外,在靠近切頂排處會出現微風區,采空區漏出的瓦斯在此處積聚,更容易形成上隅角的瓦斯超限。
1.3采面上隅角處兩面壓差大小是瓦斯超限的一種原因
巷道風流中任一斷面都具有靜壓、位壓、動壓,三種壓力之和是全壓,全壓差的大小決定著風流的方向和速度,由于上隅角處兩面的靜壓和位壓是一樣的,風流速度不一樣,采煤工作面的風流到此轉彎,造成上隅角處風流速度變慢,上隅角兩面的風流速度差降低,此處風流速度大大減少,在上隅角處出現無速度差,甚至風流出現紊流。
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