【文章內容簡介】 超限問題。改變系統(tǒng)后的4404工作面通風狀況見圖729。,綜放工作面上隅角瓦斯防治,（1）增大局部風量。利用臨時風障，迫使工作面風流通過上隅角，達到稀釋瓦斯并隨風流排出的目的，如圖730所示。鑒于風障設置麻煩，容易損壞，不能有效地、穩(wěn)定地降低上隅角瓦斯，通常只能作為臨時的應急措施，當采空區(qū)瓦斯溢出量大于3—5 m3/min時，這種方法則顯得極不可靠。 （2）利用抽放系統(tǒng)抽出上隅角瓦斯。有以下幾種：①從回風巷頂板向上隅角打鉆抽放，效果較好，但鉆孔利用時間短，往往因超前壓力影響，造成鉆孔漏風。②埋管抽放，因抽放管口與工作面切頂線距離逐日增大，效果欠穩(wěn)定，還需定期向采空區(qū)預埋抽放管路，不僅管材耗量大，往往因綜采面移架損壞抽放管路而影響生產。③用Ф50膠管插入上隅角進行抽放，降低上隅角瓦斯?jié)舛?。但因插入管管口的高度與深度對上隅角瓦斯?jié)舛扔兄匾绊懀夜芾砺闊?，效果欠穩(wěn)定，對頂板陷落及時，冒頂孔隙致密的采場則很難實施。,（2）利用抽放系統(tǒng)抽出上隅角瓦斯。有以下幾種：①從回風巷頂板向上隅角打鉆抽放，效果較好，但鉆孔利用時間短，往往因超前壓力影響，造成鉆孔漏風。②埋管抽放，因抽放管口與工作面切頂線距離逐日增大，效果欠穩(wěn)定，還需定期向采空區(qū)預埋抽放管路，不僅管材耗量大，往往因綜采面移架損壞抽放管路而影響生產。③用Ф50膠管插入上隅角進行抽放，降低上隅角瓦斯?jié)舛取５虿迦牍芄芸诘母叨扰c深度對上隅角瓦斯?jié)舛扔兄匾绊?，且管理麻煩，效果欠穩(wěn)定，對頂板陷落及時，冒頂孔隙致密的采場則很難實施。,（3）利用排瓦斯風機處理上隅角瓦斯。這種方法是在回風巷安設排瓦斯風筒，在工作面上隅角側安設抽放瓦斯骨架風筒，在兩者之間用排瓦斯專用風機（風流不流經電機）相連，可以有效處理上隅角瓦斯。但這種方法鋪設風筒及管理麻煩，占據(jù)順槽斷面，影響行人運輸?shù)缺锥?，不適應高瓦斯、走向長度大、單產高的采面需要。,（4）利用煤層頂板巷排放上隅角瓦斯。在回采煤層頂板掘鑿排瓦斯專用巷，頂板回風巷在采空區(qū)頂部形成漏風匯，用漏風匯排瓦斯（圖731）。這種方法可有效、穩(wěn)定地排除上隅角瓦斯超限現(xiàn)象。所謂有效，是頂板漏風匯可以直接排除采空區(qū)瓦斯，甚至可以使上隅角氣體流動方向發(fā)生變化，由原來的從采空區(qū)涌出變?yōu)橄虿煽諈^(qū)流入，可以成功杜絕采空區(qū)瓦斯超限現(xiàn)象。所謂效果穩(wěn)定，是因隨回采工作面推進，頂板巖石垮落，漏風匯的位置總是處于上隅角頂部的采空區(qū)一側的上方。頂板瓦斯道排上隅角瓦斯，雖然效果良好，但工程量大，往往會造成工作面接替緊張。,用風簾調整上隅角的風流狀況 1－柔性風簾；2－回風巷；3－采煤工作面,頂板回風巷處理上隅角瓦斯示意圖 1－進風巷；2－頂板回風巷；3－回風巷,炮采放頂煤工作面瓦斯防治,瓦斯來源 圖731a，b分別為全層放頂煤工作面和分層開采頂分層工作面瓦斯來源及流向示意圖。 全層放頂煤工作面瓦斯來源主要有4部分（圖732a）①煤墻采落煤q1；②采空區(qū)放落q2煤；③煤壁q3；④支架上方頂煤q4。 分層開采頂分層工作面瓦斯來源也有4部分（圖732b）：①煤墻采落煤q，1；②下幾個分層煤q，2；③煤壁q，3；④采空區(qū)內下幾個分層和本層浮煤q，4； 從圖1可知，全層放頂煤工作面的q1與q3分層開采的q1和q3相同（指同一區(qū)段），所不同的是qq4與qq4。也就是說，全層放頂煤工作面的瓦斯來源與分層開采頂分層工作面的瓦斯來源有所不同。,不同開采方式瓦斯來源示意圖,全層放頂煤與頂分層瓦斯對比表,瓦斯在煤層中主要以游離和吸附兩種狀態(tài)賦存，兩者處于動平衡狀態(tài)，當條件改變時，兩者可以互相轉換。頂分層開采時，由于卸壓和瓦斯的上浮效應，底分層的瓦斯就會源源不斷涌向頂分層工作面，而全層放頂煤工作面是沿底板布置，沒有這部分瓦斯。 為了更清楚地說明這個問題，我們假定瓦斯在煤層中均勻分布，我們將煤層切出一個144的塊體（圖733）來分析一下全層放頂煤與分層開采頂分層的瓦斯涌出量。將切出的塊體均勻分成16個單元，假設每個單元瓦斯含量為a，放頂煤工作面每天能采出4個單元，那么瓦斯涌出量為4a；同樣，分層開采頂分層工作面每天也能采出4個單元。,根據(jù)我局頂分層工作面瓦斯涌出量為分層總量的50%—65%的經驗，按計算，按60%計算，那么瓦斯涌出量為9.6a（4a460%）。因此，當放頂煤工作面與頂分層工作面的產量相同時，頂分層的瓦斯涌出量將是全層放頂煤的2.4倍，全層放頂煤工作面的產量即使比頂分層提高1倍，瓦斯也不會比頂分層大。從這個意義上講，全層放頂煤的瓦斯防治較頂分層容易。 由于全層放頂煤冒落高度大，因采空區(qū)充填不滿而形成空洞；由于瓦斯的上浮效應而積聚了大量瓦斯，特別是初采時，四周因煤體卸壓而向采空區(qū)釋放瓦斯；由于頂板不落，采空區(qū)內將聚積大量的瓦斯，增加了采空區(qū)瓦斯因頂板大面積突然垮落而涌入工作面的危險，從這個意義上講，全層放頂煤又增加了瓦斯防治的難度。,工作面布置方式示意圖,工作面推進距離與瓦斯涌出量的關系,急傾斜高瓦斯煤層放頂煤采煤法瓦斯涌出規(guī)律,瓦斯涌出規(guī)律與工作面推進距離的關系 生產工序與工作面瓦斯涌出量的關系 放頂煤工作面與分層工作面瓦斯涌出規(guī)律比較 風量級配對工作面瓦斯涌出規(guī)律的影響,瓦斯涌出規(guī)律與工作面推進距離的關系,由圖735可知，在工作面開掘初期，因初采煤體的瓦斯已經過長期釋放，瓦斯?jié)舛容^小，瓦斯涌出速度也較小。隨著工作面正常推進，瓦斯涌出速度增大到正常值，在工作面初次來壓和周期來壓期間，工作面瓦斯涌出速度出現(xiàn)峰值。可見工作面瓦斯涌出速度與礦壓顯現(xiàn)有對應關系，工作面壓力大，煤體破碎充分，增加了煤體瓦斯釋放的通道，工作面瓦斯涌出量也較大；工作面壓力小，煤體完整性好，煤體瓦斯釋放條件較差，工作面瓦斯涌出量較小，因此，對高瓦斯煤層礦井，放頂煤工作面應加強工作面來壓期間瓦斯的監(jiān)測預報工作，以確保工作面安全生產。,生產工序與工作面瓦斯涌出量的關系,(1)實際生產中，往往連續(xù)幾班放頂煤。觀測結果表明，隨連續(xù)放煤班次的增加，回風巷中瓦斯?jié)舛葴p小。當放煤班次增加到個班時，工作面上隅角瓦斯?jié)舛冗_到最大；放煤班次繼續(xù)增加，工作面上隅角瓦斯?jié)舛葴p小，上隅角瓦斯?jié)舛鹊淖兓ㄔ龃螅w現(xiàn)了老塘內瓦斯的涌出和聚集。 （2）比較三個工序對工作面回風巷中瓦斯?jié)舛鹊挠绊懣芍?，工作面回風巷中瓦斯?jié)舛茸兓癁椋篞采煤=0.202 Q放頂煤=0.195 Q放頂=0.184。 工作面上隅角瓦斯?jié)舛茸兓癁椋篞采煤=0.344 Q放頂煤=0.3331 Q放頂=0.329 由此可見，工序對瓦斯?jié)舛鹊挠绊懗潭扔纱蟮叫∫来螢椴擅?、放頂煤和放頂。但無論任何工序對上隅角瓦斯涌出量的影響都大于對回風巷中瓦斯的影響。 （3）采煤工序中瓦斯涌出量略小于放頂煤班，但兩者極接近。這一特點可以預知工作面瓦斯主要來源于煤體中游離的瓦斯。采煤工藝要求工作面多段同采，使煤體中瓦斯得以充分釋放，放煤工序出煤量大，瓦斯涌出量相對也較大。,放頂煤工作面與分層工作面瓦斯涌出規(guī)律比較,在工作面地質條件相同的情況下，第1分層（頂分層）開采過程中，工作面瓦斯?jié)舛鹊募訖嗥骄禐?.4686，最大值為0.747，最小值為0.200。第5分層（終分層）開采過程中，工作面瓦斯?jié)舛燃訖嗥骄禐?.1466，最大值為0.1767，最小值為0.1267，分析其原因在于： （1）工作面瓦斯涌出主要來源于采煤和放頂煤兩個工序，采空區(qū)殘留煤炭瓦斯涌出量較小。采用分層開采，第1分層開采后，受到破壞的下分層煤體向工作面排放一定量的瓦斯，造成頂分層工作面瓦斯?jié)舛仍龃蟆?（2）放頂煤開采頂煤塊度較大也是工作面瓦斯?jié)舛容^低的原因之一。 （3）隨著分層開采層數(shù)的增加，煤體反復受采動動壓破壞，煤體內瓦斯得到充分釋放。因此，在第5分層開采過程中，瓦斯?jié)舛鹊陀诜彭斆洪_采。 （4）放頂煤開采，由于開采空間大，直接頂冒落高度和裂隙帶范圍較大，為工作面瓦斯的釋放提供了有利的條件。,風量級配對工作面瓦斯涌出規(guī)律的影響,（1）工作面的實測結果表明，隨風量變化，采煤過程瓦斯?jié)舛茸兓拾夹畏植?，合理風量范圍在465—480m3/min；放頂煤過程中瓦斯?jié)舛纫渤拾夹畏植?，最小瓦斯?jié)舛葘L量區(qū)間480—495 m3/min；放頂過程中瓦斯?jié)舛茸兓瘜暮侠盹L量區(qū)間為45