U型通风系统采空区瓦斯抽采技术分析

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而导致上隅角瓦斯积聚，如图 1。 （2）采用 U 型通风系统时，上隅角风压最小，
工作面回采时产生的瓦斯在上隅角处出现斡旋现 象，而且瓦斯体积小，一般分布在工作面顶板处， 导致风流无法把上隅角瓦斯带出，加上采空区瓦斯 溢出，造成上隅角瓦斯积聚。
（3）5202 工作面地质构造复杂，工作面回采 期间预计揭露 14 条断层，断层平均落差为 1.1 m， 平均倾角为 45°。受地质构造影响，工作面回采后 采空区内遗煤量大，采空区内遗煤长期堆积释放瓦 斯，并在漏风流的作用下带入上隅角，导致上隅角 瓦斯超限。
（1）四老沟 8112 工作面开采的 3-5# 层虽然瓦 斯原始含量较小，但是由于采面开采强度大、煤层 较厚，从而导致瓦斯涌出量较高，若仅采取风排瓦 斯措施存在瓦斯超限风险。
（2）为了确保采面生产安全，提出在风排瓦 斯基础上增加布置高抽巷辅助抽采瓦斯，并通过在 采面各瓦斯容易积聚点布置传感器，实现对采面开 采时瓦斯浓度的实时监测，进一步提升安全生产保 障能力。
Gu Jiyu1 Yang Zhiyong2 (1.China Inspection Group Gongxin Security Technology Co., Ltd., Shandong Zaozhuang 277500; 2.Longwanggou Coal Mine of Guoyuan Mining Development Co., Ltd., Inner Mongolia Ordos 017000)
（上接第 116 页）
柱孔带抽”联合瓦斯治理技术后，通过工作面后期 回采 3 个月实际应用效果来看，采取联合措施后解 决了工作面传统 U 型通风系统导致上隅角瓦斯积 聚、瓦斯治理难度大等技术难题。工作面后期回采 期间上隅角瓦斯浓度控制在 0.2%~0.4% 范围，未出 现因上隅角瓦斯超限导致工作面断电现象，保证了 工作面安全高效回采，取得了显著成效。

煤炭科技COAL SCIENCE&TECHNOLOGY MAGAZINE 2019年第5期No.52019104文章编号：1008-3731(2019)05-0104-02高瓦斯突出矿井综）工作面!型通风瓦斯治理技4的研究解志胜（山西晋煤集团沁水胡底煤业有限公司，山西晋城048214）摘要：胡底煤业属髙瓦斯突出矿井，综采工作面采用"U#型通风和髙位钻孔与采空区埋管进行瓦斯抽采，杜绝了工作面上隅角及采空区瓦斯积聚现象，实现了工作面全年瓦斯零超限目标，确保了矿井安全生产。

关键词：瓦斯治理；千米高位钻孔；采空区埋管抽采；"U#型通风中图分类号:TD712.6文献标志码：WStudy on Gas Control Technology of U-type Ventilation in Fully-mechanized Working Face of High GasOutburst MineXIE Zhi-sheng(Qinshui Hudi Coal Industry,Shanxi Jincheng Coal Industry Group,Jincheng,Shanxi,048214) Abstract：Hudi Coal Industry belongs to a high gas outburst mine.High-level boreholes,buried pipes and U-type ventilation were used to extract gas on fully-mechanized working face to eliminate gas accumulation in up­per corner and goaf,which has realized the goal of zero gas overrun on working face throughout the year,and has ensured the safety of mine production.Key words：gas control;kilometer high-level borehole;buried pipe drainage in goaf;U-type ventilationCLC number:TD712.6Document identification code:B1概况1303工作面为胡底煤业投产后的第二个综采工作面,工作面走向长800m,倾向长175m,采高3m。

Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ： Ｙ－ ｔ ｙ ｐ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； Ｕ— ｔ ｙ ｐ ｅ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ； ｇ ｏ ｂ ａ ｒ ｅ ａ ； ｇ ａ ｓ ｍｉ ｇ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
中图分类号： Ｔ Ｄ ７ １ ２ 文献标识码： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ３ — ５ １ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ３ — ０ ０ ４ ５ — ０ ２ 传 统 的 ｕ型通风 系统不 能很 好 的解决 巷道 瓦斯 超 限 问 题， 尤其 是工作面上隅角 ， 瓦斯浓度常常超 限， 造成这种现象 的
２ ０ １ ３． Ｎ０． １ ２
工业 工程 与技 术
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈ ｅｎ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
Ｕ型和 Ｙ型通风采空区瓦斯运移规律研究
郑 鹏
（ 平煤神马集 团 勘探 工程处 ， 河南
＋
ｄ ｔ ｄ ｘ
进 风巷人 口设置 为速度人 口 （ ｖ ｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ — ｉ ｎ ｌ ｅ ｔ ） ， 两 条巷道总 进 风量 为 ２ ５ ０ ０ ｍ３ ／ ｍ ｉ ｎ ，其 中主 进风 巷 １ ８ ０ ０ ｍ Ｓ ／ ｍ ｉ ｎ ，副进 风巷 ７ ０ ０ ｍ ３ ／ ｍｉ ｎ ，由此 可推算 主 、副进 风巷 入 口速度分 别为 ２ ｍ ／ ｓ 、 ０ ． ７ ８ ｍ ／ ｓ ， 回风巷 出 口设 为 自由出 口（ ｏ ｕ ｔ ｌ ｆ ｏ ｗ ） ， 采 空区及充 体墙
量 三个 守恒定律 。控制方程是对守恒 定律 的数学描述 ， 下 面对
采空区流体流动的数学模型作简单 的介绍 。
１ ． １ 质量守恒定律

煤矿U型通风工作面瓦斯治理技术研究摘要：在信息时代的发展中，煤矿开采技术得到了升级和完善，在有效提高煤矿井下的开采质量和效率的同时，煤矿企业也更为关注井下开采的安全性，尤其是在高瓦斯矿井中，要做好瓦斯治理技术的应用。

结合很多煤矿企业在高瓦斯治理中的工作，通常会使用U字型通风结构降低高瓦斯的影响，不够受到多种因素的影响，目前在高瓦斯U型工作面中并无法有效落实瓦斯处理技术，因此需要结合实际案例对高瓦斯矿井U型通风工作面的瓦斯治理技术进行分析，提高煤矿开采的安全性。

关键词：煤矿；U型通风工作面；瓦斯治理技术综采工作面瓦斯治理是工作面回采中的一项重要任务。

目前我国多数煤矿综采工作面主要采用U型、U+L型等通风系统，采用自然风压对工作面内瓦斯等有害气体以及粉尘进行排除。

但是，由于风流经过上隅角时出现窝风现象，很容易造成瓦斯积聚，严重威胁着工作面的安全高效回采。

1工作面概况该工作面编号为12507，通风系统使用了U型结构，主要回采2#及3#煤。

该通风系统构造简单，大致由皮带及轨道顺槽、工作边及瓦斯治理巷等构成，其地理位置较为优越，东面与12505工作面相接，而西面则与南五盘相接，地下矿井的位置处于南五盘左翼。

该工作面的总长可达到780米，2#、3#煤混合同时开采，煤层厚度差不多为4.5m，瓦斯含量最大可达13.94m3/t，每分钟的瓦斯涌出量可达35m3。

另外，该煤矿具有大量的煤尘，极易造成粉尘爆炸的危害，其爆炸指数能够达到25.76%，而且该煤层属于Ⅱ类自燃煤层。

2高瓦斯矿井U型通风工作面问题在12507工作面中存在着预抽效果差、瓦斯透气性低和衰减速度快的现象，为了更好的了解U型工作面中的预抽效果影响因素，不仅需要进行煤层钻孔窥视工作，还需要进行轨迹、漏气分布规律的统计与分析。

具体需要将首先钻孔窥视和成孔分析的间隔控制在4h左右，会发现在出封孔管后，存在塌孔问题，深度在8.6~9m之间、钻孔深度和最大窥视深度分别为210m和36m。

U型通风系统上隅角埋管采空区瓦斯治理技术①②（1.2.晋煤集团沁秀煤业公司岳城煤矿通风科，山西晋城048000 ）摘要：以山西晋煤集团岳城煤矿1303（下）综采工作面为例，探讨了U型通风系统上隅角埋管采空区瓦斯抽采技术，试验结果表明，采用上隅角采空区尾部埋管抽放技术能够改变采空区瓦斯流场，抑制上隅角瓦斯向回风巷涌出，有效降低上隅角及工作面回风流瓦斯浓度。

关键词：采空区上隅角抽放瓦斯引言采用U型通风系统通风的综采工作面，受采空区漏风汇影响，上隅角和工作面容易产生瓦斯积聚、发生瓦斯超限事故，给煤矿安全生产带来极大地隐患，严重制约工作面安全回采。

长期以来，上隅角瓦斯治理都是煤矿通风领域中的重点和研究方向。

传统上采用上隅角封堵技术、均压通风、搭建风障稀释上隅角瓦斯浓度、沿工作面上隅角推进方向埋管抽放均无法从根本上消除上隅角涌出瓦斯对工作面安全生产的威胁。

针对这一现状，岳城煤矿创新瓦斯治理思路，结合矿井大力发展采空区抽放的现状，利用大能力采空区抽放系统构建上隅角瓦斯抽放针对性系统，从改变采空区瓦斯流场的角度综合治理上隅角瓦斯，取得了良好工作效果。

1 U型通风系统工作面采空区瓦斯涌出及其治理技术特点采空区一般是由采空区内遗落的煤，上、下临近层有瓦斯解吸和流动的固体煤岩，以及空隙所组成的空间区域，该区域内的最大特点是存在两种特性相差很大的空隙，即采动空隙和原有空隙，采动空隙的分布往往有很大的随机性，空隙间距比较大，且与工作面采高、冒落带岩块大小及其排列状态、本煤层和临近煤岩层的岩性等因素有关；而原有空隙则可被认为只与煤岩性质和原始应力因素有关，且同一煤岩层的原有空隙相比之下可视为均匀分布。

由于采空区内2种空隙并存，因而瓦斯在采空区内的运动表现为煤块内的解吸、扩散和煤岩采动空隙系统的层流渗透、紊流，尽管大量的采动空隙与原有空隙构成了采空区内极为复杂的气体流动网络，但从整体上来看，采动空隙是瓦斯流动的主要通道，在一般U 型通风系统的工作面，风流从进风巷进入回采工作面，携带着工作面瓦斯等气体和粉尘后汇入工作面回风巷，其中部分风流将漏入采空区、形成漏风流。

并列双u型通风不同风量配比下采空区瓦斯运移规律的研究引言采煤过程中产生的瓦斯是一种常见的煤矿灾害风险，对矿井安全具有重要影响。

同时，通风系统在煤矿中起着关键作用，通过控制瓦斯运移的路径和速度，可以有效防止瓦斯积聚引发爆炸事故。

针对双u型通风系统中不同风量配比下采空区瓦斯运移规律的研究，本文将从不同角度展开探讨。

1. 双U型通风系统概述1.1 双U型通风系统的定义双U型通风系统是一种常用的矿井通风系统，其通过两条并行的通风道来达到瓦斯抽采和空气供给的目的。

其中一条通风道用于排出瓦斯，另一条通风道用于供应新鲜空气。

1.2 双U型通风系统的优势相比于其他通风系统，双U型通风系统具有以下优势：•瓦斯抽采效果好：通过两条并列的通风道，可以有效地降低瓦斯积聚的风险。

•保持工作面正常气流分布：双U型通风系统可以保持工作面正常的气流分布，减少瓦斯运移路径的交叉，并提高瓦斯抽采效率。

2. 不同风量配比对瓦斯运移规律的影响2.1 高风量配比下的瓦斯运移规律高风量配比意味着供给工作面的新鲜空气流量较大。

在这种情况下，瓦斯运移规律表现为：•瓦斯向排风巷方向迅速流动：由于通风流量大，瓦斯被迅速抽离，并通过排风巷排出矿井。

•瓦斯扩散范围减小：高风量的供风使得瓦斯无法在工作面附近积聚，因此瓦斯扩散范围相对较小。

2.2 低风量配比下的瓦斯运移规律低风量配比意味着供给工作面的新鲜空气流量较小。

在这种情况下，瓦斯运移规律表现为：•瓦斯在工作面附近积聚：由于通风流量不足，瓦斯无法迅速被抽离，容易在工作面附近积聚。

•瓦斯扩散范围增大：由于瓦斯积聚，气体浓度逐渐增加，瓦斯运移范围相对较大。

3. 实验研究方法为了研究双U型通风系统在不同风量配比下的瓦斯运移规律，我们设计了以下实验方法：1.设置煤矿实验场地：选择一处具有代表性的煤矿场地，建立实验区域。

2.安装监测设备：在实验区域内设置瓦斯监测仪器和风速监测仪器，用于采集实验数据。

3.调整通风系统参数：根据实验需求，调整通风系统风量配比，并记录相关参数。

Ｕ型 通 风 系统 特有 的通 风 方式 ，导 致采 空 区 内的 瓦
原 有 空 隙 构 成 了采 空 区 内极 为 复 杂 的 气 体 流 动 网 络， 但 从 整 体上 来 看 ， 采动 空 隙 是 瓦斯 流 动 的 主要 通 道， 在 一 般 ｕ型通 风 系统 的工 作 面 ， 风流 从 进风 巷 进 入 回采 工作 面 ，携 带 着工 作 面 瓦斯 等 气 体 和粉 尘 后 汇入 工作 面 回风 巷 ，其 中部 分 风 流将 漏 入采 空 区形 成漏 风 流 。进 入采 空 区 的风 流 由于上 隅 角 及 回风 巷 负压 作 用 ， 又将 通 过上 隅 角外 溢 出来 ， 夹 带 大量 采 空 区瓦斯等有害气体 ，导致上隅角和回风巷瓦斯浓度 增 加 。同时 由于 工作 面与 采空 区 之 间存 在 压力 差 ， 采 空 区瓦 斯还 会 涌人 工作 面 ，进 一 步增 加 工作 面 瓦 斯 浓 度 。如 图 １ 所示 。
为 ２ ４ ２ ． ７ １ ｍ ３ ／ ｍ ｉ ｎ ， 相 对 瓦 斯 涌 出量 为 ７ ７ ． ６ ９ ｍ ／ ｍ ｉ ｎ ， 属
于 高 瓦斯 矿井 。经过 上 分层 瓦斯 抽放 和采 空 区接 抽 之后 ， 下分层煤体瓦斯含量约为 ４ ． ３ ６ ｍ ３ ／ ｍ ｉ ｎ ， 但 下 分 层 采空 区瓦斯 赋存 量 大 ，对 工 作 面 回采 构 成 安全 威 胁。 该 工作 面 配风 量为 １ ０ ０ ０ ｍ３ ／ ｍｉ ｎ ， 采 用 ｕ型通 风 系
证明， 在 工作 面 回风巷敷 设 采 空 区瓦斯 抽放 管路 ， 并在 管路 末端 分成 两趟 ， 一趟 插入 上 隅 角进 行抽 放 ， 另一趟埋 入 采 空区进行 埋 管抽 放 ， 利 用抽放 负压 增加 工作 面 向上 隅角采 空 区的漏风 汇 ， 可有 效地 遏制 采 空 区瓦斯 涌 出 ， 消除 工作 面上 隅 角瓦斯积 聚现 象 ， 确保 工作 面安全 生 产。 关 键词 漏风 汇 ； 上隅角； 埋 管抽 放 ； Ｕ型 通风 系统

因此此种方法在焦煤集团不允许使用。
3.5、安设移动瓦斯抽放泵站
在工作面回风巷中布置一移动抽放瓦斯管路， 如图7所示。抽放管路管口始终保持伸入采空 区10-30m处，用于抽放切顶线后方采空区的 瓦斯，以减少采空区瓦斯大量涌入到上隅角， 同时在管路上设一三通，留一管口接到上隅角 内，对上隅角进行抽放，移动泵站抽放出口接 至采区回风巷，以确保管内瓦斯在与全风压风 流汇合前降到1%以下，移动泵抽放后，上隅 角瓦斯涌出大量减少，瓦斯积聚次数减少。
某矿2-504工作面，上隅角瓦斯经常处在1%2%之间，经使用移动式瓦斯抽放泵对上隅角 瓦斯进行抽放后，瓦斯浓度降低至0.3%左右， 切实有效的解决了上隅角瓦斯超限问题。
利用移动式瓦斯抽放泵处理采煤工作面上隅角 瓦斯超限的办法是切实可行的。且抽放泵结构 紧凑,体积小, 有可靠的机械安全性能,还可根据 工作面瓦斯涌出量情况选型。
漏风。在进行工作面设计时，要尽量避免相邻工作面贯通或设置联
巷。
(4)采用抽出式局部通风机处理上隅角瓦斯超限存在安全隐患，
我们禁止使用。
谢谢大家!
(1)采面隅角的高浓度瓦斯可尽快地进入风 筒内部，经抽出式风机排入回风巷;
(2)可增大隅角的风量，及时冲淡此处的 高浓度瓦斯;
(3)在风机正常运转的情况下，此种方式 抽排上隅角瓦斯效果还比较明显。
但此种方法也存在以下缺点：
局部通风机安设在乏风中，且从上隅角抽 出的高浓度瓦斯从局部通风机中流过，一旦风 机失爆，易引起瓦斯煤尘爆炸事故，后果不堪 设想。
。
某矿340W面在生产过程中，出现了上隅角瓦斯异常
的现象，CH4和C02浓度分别达到2%和0.5%左右,于是在上
隅角附近加设了一道挡风帘。根据现场观测发现，采用挡

“U型”通风回采工作面上隅角瓦斯治理情况目前，矿井开采2#、4#及5#煤层，其中2#和4#煤回采工作面采用“Y型”通风方式。

由于上部4#煤回采后，下部5#煤得到了充分的卸压，瓦斯大量的释放，故5#煤回采工作面采用“U 型”通风方式。

现就5#煤回采工作面上隅角管理方法及存在问题详述如下：一、管理方法（一）加强工作面进、回风隅角的顶板管理。

生产队组负责将工作面上、下隅角每隔5米断开一次金属网，同时将锚杆、锚索超前切顶线5米全部进行拆卸，且用单体将其支护牢靠，确保在回单体时能够使上隅角顶板及时垮落，根据现场实际情况，在顶板的锚杆、锚索拆卸后，要及时进行维护，严禁顶板垮落严重与4#煤采空区漏通，造成大量瓦斯涌入工作面。

（二）加强抽放系统管理。

在工作面回风顺槽铺设一趟Ф300mm煤矿井下用钢骨架纤维增强树脂管，作为工作面上隅角压埋管路，带抽工作面上隅角采空区瓦斯。

管路靠巷道非采帮铺设，每隔9米加设一个Ф300mm变Ф219mm三通，每个三通加设Ф219mm 堵片，三通口水平朝向巷道内。

管路经工作面回风系统进入回风大巷，与主抽放管路连接，形成工作面上隅角埋管抽采系统。

抽放队负责将上隅角埋管每3米进行一次钢丝绳吊挂，且吊挂钢丝绳要求全部套绝缘管，以防局部顶板冒落时摩擦法兰造成火花，并对抽放系统做到定期检查和维护，同时负责调节上隅角埋管的抽放负压,每天对管路抽放负压、节流、浓度等参数进行全面测定,在回采期间上隅角抽放管路观测站负压不得小于100mmHg,发现抽放管堵塞、积水等问题时,必须汇报,并采取措施,进行处理。

（三）加强监控系统管理。

监控队负责确保工作面上隅角的监测系统的灵敏、准确有效。

瓦斯员每班对瓦斯传感器数据至少进行三次校对，发现误差超过0.1%时，立即汇报通风调度，由监测工当班处理；监测维护工至少每周对工作面上隅角传感器进行一次全面检查，并试验瓦斯电闭锁装置，保证监测监控数据传输准确，断电动作灵敏可靠，具体的瓦斯传感器吊挂位置与断电报警浓度规定如下：在端头支架后立柱切顶线以里，且距顶板不大于300mm、距帮不小于200mm，设置T0上隅角瓦斯传感器，报警浓度≥0.8%，断电浓度≥0.8%，复电浓度≤0.78%。

第４２卷第１２期能　源　与　环　保Ｖｏｌ ４２　Ｎｏ １２ ２０２０年１２月ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎＤｅｃ．　２０２０　收稿日期：２０２０－０８－１２；责任编辑：陈鑫源 ＤＯＩ：１０．１９３８９／ｊ．ｃｎｋｉ．１００３－０５０６．２０２０．１２．０１２作者简介：秦金辉（１９８６—），男，河南沈丘人，工程师，硕士，２０１３年毕业于河南理工大学，现从事煤矿瓦斯治理工作。

引用格式：秦金辉．高瓦斯矿井Ｕ型通风工作面瓦斯治理技术［Ｊ］．能源与环保，２０２０，４２（１２）：５５ ５９．ＱｉｎＪｉｎｈｕｉ．ＧａｓｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＵ ｓｈａｐｅｄｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎｆａｃｅｉｎｈｉｇｈｇａｓｍｉｎｅ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎ，２０２０，４２（１２）：５５ ５９．高瓦斯矿井Ｕ型通风工作面瓦斯治理技术秦金辉（霍州煤电集团有限责任公司李雅庄煤矿，山西霍州　０３１４００）摘要：针对李雅庄煤矿Ｕ型通风工作面上隅角及回风流瓦斯浓度高、瓦斯治理难度大的问题，根据工作面瓦斯来源及在采空区三带的运移储存规律，李雅庄煤矿开展了本煤层抽采工艺优化和裂隙带抽采技术研究。

对本煤层钻孔封孔深度、联孔工艺、管路连接方式等进行优化，钻孔抽采浓度由抽采４个月后降低到９％提高到抽采１０个月后维持在１９％；通过调整裂隙带钻孔布置方式、优化钻孔布孔层位、采取下筛管护孔等技术措施，裂隙带钻场最高瓦斯抽采纯流量达１３ ６ｍ３／ｍｉｎ，平均瓦斯抽采纯流量达８ｍ３／ｍｉｎ，２个钻场联合抽采瓦斯纯流量在１３ｍ３／ｍｉｎ以上；取消了瓦斯措施巷、井下移动泵和上隅角风帘，上隅角和回风流平均瓦斯浓度分别控制在０ ５％和０ ４％以下，对高瓦斯矿井Ｕ型通风工作面瓦斯治理有借鉴意义。

关键词：下筛管；钻孔窥视；轨迹控制；层位优化中图分类号：ＴＤ７１２．６ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００３－０５０６（２０２０）１２－００５５－０５ＧａｓｃｏｎｔｒｏｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＵ ｓｈａｐｅｄｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎｆａｃｅｉｎｈｉｇｈｇａｓｍｉｎｅＱｉｎＪｉｎｈｕｉ（ＬｉｙａｚｈｕａｎｇＣｏａｌＭｉｎｅ，ＨｕｏｚｈｏｕＣｏａｌＥｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙＧｒｏｕｐＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｈｕｏｚｈｏｕ　０３１４００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｉｍｉｎｇａｔｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｈｉｇｈｇａｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｄｉｆｆｉｃｕｌｔｍａｎａｇｅｍｅｎｔｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒｃｏｒｎｅｒｏｆＵｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎｆａｃｅｉｎｈｉｇｈｇａｓｍｉｎｅ，ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｇａｓｓｏｕｒｃｅｏｆｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅａｎｄｔｈｅｌａｗｏｆｍｉｇｒａｔｉｏｎａｎｄｓｔｏｒａｇｅｉｎｔｈｅｔｈｒｅｅｚｏｎｅｓｏｆｇｏａｆ，ｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎａ ｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏａｌｓｅａｍｅｘｔｒａｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｚｏｎｅｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｉｎＬｉｙａｚｈｕａｎｇＣｏａｌＭｉｎｅ．Ｔｈｒｏｕｇｈｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｄｅｐｔｈ，ｊｏｉｎｔｈｏｌｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｐｉｐｅｌｉｎｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅ，ｅｔｃ，ｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｂｏｒｅｈｏｌｅｄｅｃｒｅａｓｅｄｔｏ９％ａｆｔｅｒ４ｍｏｎｔｈｓ，ａｎｄｉｎｃｒｅａｓｅｄｔｏ１９％ａｆｔｅｒ１０ｍｏｎｔｈｓ．Ｂｙａｄｊｕｓｔｉｎｇｔｈｅｌａｙｏｕｔｏｆｔｈｅｈｏｌｅｓｉｎｔｈｅｆｒａｃｔｕｒｅｚｏｎｅ，ｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｔｈｅｈｏｌｅｓａｎｄａｄｏｐｔｉｎｇｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｐｒｏｔｅｃｔｉｎｇｔｈｅｈｏｌｅｓｗｉｔｈｔｈｅｌｏｗｅｒｓｃｒｅｅｎｐｉｐｅ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｎｅｔｆｌｏｗｏｆｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｉｎｔｈｅｄｒｉｌｌｉｎｇｆｉｅｌｄｏｆｆｒａｃｔｕｒｅｚｏｎｅｉｓ１３ ６ｍ３／ｍｉｎ，ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｎｅｔｆｌｏｗｏｆｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｉｓ８ｍ３／ｍｉｎ，ａｎｄｔｈｅｔｏｔａｌｎｅｔｆｌｏｗｏｆｇａｓｄｒａｉｎａｇｅｉｎｔｈｅｔｗｏｄｒｉｌｌ ｉｎｇｆｉｅｌｄｓｉｓｍｏｒｅｔｈａｎ１３ｍ３／ｍｉｎ．Ｔｈｅｇａｓｍｅａｓｕｒｅｒｏａｄｗａｙ，ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｏｂｉｌｅｐｕｍｐａｎｄｕｐｐｅｒｃｏｒｎｅｒａｉｒｃｕｒｔａｉｎａｒｅｃａｎｃｅｌｅｄ，ａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｇａｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒｃｏｒｎｅｒａｎｄｒｅｔｕｒｎａｉｒｆｌｏｗｉｓｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄｂｅｌｏｗ０ ５％ａｎｄ０ ４％ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．ＩｔｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒｒｅｆｅｒｅｎｃｅｉｎｇａｓｃｏｎｔｒｏｌｏｆＵｔｙｐｅｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｉｎｈｉｇｈｇａｓｓｙｍｉｎｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｗｅｒｓｉｅｖｅｔｕｂｅ；ｂｏｒｅｈｏｌｅｐｅｅｐｉｎｇ；ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙｃｏｎｔｒｏｌ；ｈｏｒｉｚｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ０　引言我国高瓦斯煤矿在治理瓦斯中，需要施工高位钻场、高抽巷、底抽巷、瓦斯尾巷等瓦斯措施巷，或者采用Ｙ型、Ｕ＋Ｌ型、Ｕ＋Ｕ型等通风方式来解决回采工作面瓦斯问题［１ ５］。

浅析U+L型通风方式治理上隅角瓦斯【摘要】本文分析了工作面瓦斯浓度分布、上隅角瓦斯超限原因；论述了U+L型通风方式治理上隅角瓦斯。

得出工作面U+L通风方式，改变了上隅角风流状态，减少了涡流影响范围。

绝大部分采空区向上隅角涌出瓦斯可以通过专排巷排放。

瓦斯治理的根本是抽放瓦斯，由此提出，高瓦斯工作面应采取合理的通风方式与抽放方法相结合，来治理上隅角瓦斯。

【关键词】U+L；上隅角；瓦斯煤炭是我过的主体能源，是关系国家经济命脉的重要能源基础，然而煤矿灾害的发生制约着煤炭工业的健康发展。

我国煤层赋存条件差、开采自然条件差，导致我国成为煤矿灾害最严重的国家[1]。

煤矿事故以水、火、瓦斯、煤尘及煤岩动力灾害为主，在众多事故中，瓦斯事故尤为严重，据不完全统计，我国高瓦斯和煤与瓦斯突出矿井4500处，且随着开采深度的加大，高强度机械化集约化生产，工作面瓦斯涌出量急剧增大，瓦斯防治形势严峻[2]。

高瓦斯矿井，特别是有邻近层开采时，在风流的作用下，涌向采场空间的瓦斯，容易在上隅角形成积聚，影响安全生产。

抽放措施可以从根本上治理瓦斯，但合理的通风方式不仅能有效排放上隅角瓦斯，而且有利于瓦斯抽放。

一、工作面瓦斯浓度分布工作面瓦斯来源有两个方面，一是来自煤壁及落煤；二是来自采空区，而采空区瓦斯来源，如果存在邻近层，一方面来自邻近层卸压瓦斯，另一方面来自遗煤及漏风[3]。

回采当中，风流通过回采工作面，瓦斯浓度在工作面分布不均匀。

研究表明，工作面瓦斯浓度分布规律为沿工作面倾斜方向从进风到回风流瓦斯浓度逐渐增大，在中下部增加梯度较小，在上部增加梯度较大[4]；原因为中下部瓦斯主要来自煤壁及落煤过程，因此瓦斯浓度增加梯度较小。

上部瓦斯则不仅来自煤壁及落煤过程，同时由于工作面两端压差作用，进风流的一部分风流经采场漏入采空区，并经过采空区将其内来自邻近层及遗煤的高浓度瓦斯带入工作面上部，所以瓦斯浓度增加梯度较大。

沿工作面走向方向，瓦斯浓度从煤壁到采空区变化趋势为，在靠近工作面进风侧，只有煤壁及落煤涌出瓦斯，风流由工作面漏入采空区，瓦斯浓度由煤壁向采空区迅速减少；在靠近回风侧，存在煤壁、顶底板和采空区瓦斯源，漏风方向由采空区漏入工作面，瓦斯浓度由煤壁至采空区由大到小、再到大，呈“马鞍”形[5]。

此 种 方 法 缺 点 是 增 加 了 工 程 量 ，不 利 于 防 灭 火 管 理 。
(&+ 安设抽出式局扇法
此 种 方 法 最 为 简 单 实 用 而 操 作 方 便 。一 些 煤 炭 科 研 机 构
通过几年努力，现已开发出成型的全塑防爆型抽 出 式 局 扇 和
液 压 马 达 式 局 扇 ，专 门 用 于 处 理 上 隅 角 瓦 斯 超 限 问 题 ，效 果
掌握这一点，对于搞好上隅角的瓦斯管理 有 着 重 要 的 意 义 。在 相 同 的 开 采 条 件 下 ，就 局 部 瓦 斯 积 聚 程 度 的 深 浅 而 言 ， 综放面均较其它采煤面严重。不但高瓦斯矿井存 在 ，低 瓦 斯 矿 井 也 同 样 存 在 。而 据 全 国 煤 矿 安 全 事 故 统 计 资 料 显 示 ，综 放 面上隅角的瓦斯局部积聚或超限极为普遍，有的综放面的瓦 斯积聚浓度高达 #$!%&’$，从而酿成了恶性的瓦斯爆炸事故。
(&* 利用尾巷处理上隅角瓦斯法
高 瓦 斯 矿 井 ，上 隅 角 瓦 斯 超 限 严 重 ，可 采 用 此 种 方 法 。它
是利用回风巷和尾巷同时回风，通过改变上隅角 风 流 流 动 状
态 ，有 效 地 消 除 或 减 少 上 隅 角 瓦 斯 涡 流 积 聚 ，效 果 显 著 。具 体
情况如图所示。
移 架 时 ，架 头 受 力 情 况 如 下 ：见 图 , 四 个 油 缸 推 向 分 别 为 .,、.)、.(、.*，架头重力 %/，架头与矸石山摩擦力 0。
正常情况下，架头不发生偏移时，! :;6$ .<=<5.,=,+.)=)+=.>=>6$ 其中 =,、=)、=>、=< 为力 .,、.)、.>、.< 到重心 ; 的力臂 如"号 油 缸 不 动 作 或 动 作 慢 ，.> 的 作 用 力 近 似 为 零 ，架 头 平 衡 遭 到 破 坏 ，架 头 中 心 线 发 生 顺 时 针 方 向 转 动 。 为 在 继 续 移 架 过 程 中 ，校 正 架 头 偏 移 ，需 将"和#油 缸 向左偏移一个角度 ?，见图 )。移架时 .< 将产生一个水平分 力 ，此 分 力 使 架 头 发 生 逆 时 针 方 向 旋 转 ，直 到 架 头 建 立 新 的 平衡，! :;6$

针对采空区中瓦斯埋管抽采技术应用与分析采空区瓦斯埋管抽采技术是指在煤矿采空区埋管中存在较高浓度瓦斯时，利用采空区的自然抽采力和其他辅助手段，将瓦斯从埋管中抽采出来，以达到瓦斯抽采和治理的目的。

这种技术是一种有效的瓦斯抽排手段，既能够减少瓦斯的积聚，防止瓦斯爆炸事故的发生，又节约了能源资源。

采空区中瓦斯埋管抽采技术主要应用于采空区埋管较长、存在较高浓度瓦斯的矿井，目前在煤矿安全生产中得到了广泛的应用。

其主要原理是利用采空区埋管中的煤层剩余气体压力和采动工作面开采活动产生的局部负压效应，将瓦斯从埋管中抽采到地面，通过抽采设备进行净化后达到排放标准。

采空区中瓦斯埋管抽采技术的优点主要有以下几个方面：采空区中瓦斯埋管抽采技术可以实现自动化操作，减少人工干预，减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率。

该技术可以将瓦斯直接从埋管中抽采到地面，实现了瓦斯从源头到目的地的直接流动，避免了二次污染，减少了瓦斯对环境的影响。

采空区中瓦斯埋管抽采技术能够减少采空区瓦斯积聚导致的矿井瓦斯爆炸事故的风险，提高了矿井的安全性。

该技术能够对抽采出的瓦斯进行净化处理，使其达到排放标准，减少了瓦斯排放对大气环境的污染。

采空区中瓦斯埋管抽采技术也存在一些不足之处：不同矿井的埋管结构、瓦斯浓度和压力等参数存在差异，需要根据实际情况进行定制化设计，增加了运维成本。

抽采出的瓦斯需要进行净化处理，费用较高，需要较大的投入。

该技术只适用于瓦斯浓度较高的采空区埋管，对于瓦斯浓度较低的采空区埋管效果较差。

该技术需要借助辅助设备进行运行，一旦运行故障，可能会导致瓦斯无法正常抽采，增加了矿井安全事故的风险。

采空区中瓦斯埋管抽采技术是一种有效的瓦斯抽排手段，能够减少采空区瓦斯积聚，防止瓦斯爆炸事故的发生，但在实际应用过程中还需要进一步完善和改进。

分析煤矿中U型通风采空区瓦斯综合治理技术摘要：煤矿中的采空区需要好好管理，否则会造成煤矿塌陷等问题。

在煤矿采煤的过程中会有一定量的瓦斯在通风采空区聚集，U型的通风采空区聚集的瓦斯会更多。

这些瓦斯在会附着在岩石层上，当通风采空区的压力或者温度改变时，未经处理的瓦斯会造成爆炸，严重时会给煤矿带去很多的损失，研究通风采空区瓦斯治理技术是综合治理煤矿瓦斯的重要方向。

关键词：U型通风采空区；瓦斯治理技术；煤矿的瓦斯综合治理技术引言：随着人们对于供暖的需求，煤炭的消耗量上升，煤矿的开采量也在增加。

在开采煤矿的时候会产生采空区，煤矿的采空区如果处理不当会造成煤矿坍塌。

在采煤的过程中也会有瓦斯的产生，瓦斯会在通风采空区大量的聚集，通风采空区又是煤矿事故多发的地点，容易塌陷。

塌陷时采空区的压力会发生变化，压力的变化会导致煤矿坍塌，继而导致瓦斯爆炸。

处理煤矿的通风采空区是十分重要的。

一、煤矿的U型通风及采空区概述煤矿中通风方式有很多种，不同的通风方式有不同的特点，U型通风是其中的一种，U型通风分为前进和后进两种[1]。

其中后进的U型通风的特点是漏风的面积小，但是在隅角处瓦斯会大量的聚集，因此U型通风区适用于瓦斯涌出量小的采煤区。

前进的U型通风区漏风面大，不适合用在自然发火的煤层。

采用U型通风方式有一定的优点，U型通风与一般的通风方式相比更适合使用在大面积的开采中，因为通风方便且便于对通风进行管理。

U型通风采空区会在隅角处造成瓦斯聚集，瓦斯的聚集会造成瓦斯爆炸，给煤矿的工作造成影响，严重时还会有人员伤亡等问题。

了解U型通风区的特性，对溢出的瓦斯进行处理是采煤需要注意的事情。

煤矿中的采空区在开采完成后要及时的进行填充处理。

如果采空区不能得到及时的处理会造成坍塌事故[2]。

采空区的塌陷会给采煤进度和设备造成阻碍。

采空区会有一定量的瓦斯聚集或者附着在岩石层上，这些瓦斯在环境的压力和温度发生改变时都会爆炸，所以及时的处理煤矿的采空区，避免瓦斯爆炸带来的危害是十分必要的。

第二部分
山西焦煤对“U”型通风方式下 回采工作面瓦斯管理规定
山西焦煤对“U”型通风方式下回采工作 面瓦斯管理规定：
❖ 1、回采工作面全部实现U型通风： ❖ 回采工作面全部实现U型通风，凡新布置回
采工作面，通过瓦斯抽采仍不能解决上隅角 和回风流瓦斯超限的采煤工作面，可以继续 采用U+L的通风方式。
上隅角瓦斯治理的方法：
❖ 一、建立瓦斯抽放系统
❖ 通过采取 “先抽后采”措施，很大程度降低了采煤 工作面煤层和采空区中的瓦斯含量，且降低了煤层 中的瓦斯压力，不仅可以有效降低上隅角处瓦斯积 聚现象，并且还能防止瓦斯突出事故的发生。
❖ 缺点：投入较大，一般适用于使用普通方法难以解 决的高瓦斯矿井或瓦斯涌出异常区域。
通过瓦斯抽采仍不能解决上隅角和回风流瓦斯超 限的情况下，可以设置排放瓦斯尾巷将上隅角的 瓦斯通过尾巷排出。
不妥之处，敬请指正 谢 谢!
上隅角瓦斯治理的方法：
❖ 综 上：
回采工作面上隅角瓦斯治理为安全管理的关键环 节，一旦回采工作面上隅角瓦斯出现超限、积聚， 需要结合现场情况，及时在上隅角挂导风帘、工 作面安装挡风幛；处理效果不好的情况下，可以 考虑增大工作面的风量。
上述方法不能彻底解决问题时，要尽快安设专用 抽出式风机进行抽排。
❖ 三、加大回采面风量；
❖ 加大工作面系统配风量或利用局扇加大工作面上 隅角风量，可以冲淡上隅角积存的瓦斯。
❖ 缺点： ①风流携带出的瓦斯量增大；②防尘管理 难度加大；③容易造成风速超限。
❖ 该方法适用于瓦斯积聚浓度幅度不大的工作面。
上隅角瓦斯治理的方法：
❖ 四、设置临时导风帘；
❖ 在工作面上隅角附近设置导风帘，利用风帘引导更 多的风流流经上隅角，将积聚的瓦斯冲淡排出。导 风帘一般采用软质风筒布制作，长度一般不小于 10m。

U型通风系统上隅角瓦斯技术研究作者：孟昊来源：《世界家苑·学术》2017年第09期摘要：在煤矿的采煤作业中，瓦斯防治工作至关重要，关系着井下工作人员的生命安危。

本文针对u型通风系统上隅角瓦斯技术进行研究，使井下作业在安全、稳定的环境中进行。

关键词：u型通风系统；上隅角瓦斯；风流速度一、引言在煤矿事故中，瓦斯是导致煤矿事故频发的一个重要原因。

在高瓦斯矿井中，u型通风工作面容易引起瓦斯集聚，这部分瓦斯通过上隅角进入回风巷，造成瓦斯超標。

随着广大煤矿科技工作者对u型通风工作么的研究，为了使煤矿开采更安全、更稳定，需要以针对性技术的应用对该情况进行治理。

二、u型工作面上瓦斯积聚原因我国绝大多数采煤工作面均采用“u”型通风方式，一般情况下，在采空区中，会有两种空隙类型，即原有空隙和采动空隙两种空隙类型。

由于这两种空隙类型，会在采空区内形成一种较为复杂的气体网络，再加之该煤矿采煤面为非常典型的u型通风方式，因此，如果工作面均为垮落法的处理方式，回风巷中的瓦斯体积就会增大。

1、采煤工作面上隅角是采空区风流的汇合处u型通风面的进风巷和回风巷的工作原理都是通过外部和内部的压力差，形成流压差.其采空区流线分布如图1所示。

由图1可知，进入采空区的风流可以通过在采空区内的气流进行交换过程，然后逐渐返回工作面，最终汇集于采面上隅角；因此可见，工作面的汇合处即是工作面上隅角为采空区瓦斯流入的地点。

当u型通风面的通风效果减弱后，气体流动作用减低，由于工作面上隅角的瓦斯气体不断堆积，导致气体含量严重超标，瓦斯密度大于空气密度，导致工作面的上隅角中的瓦斯浓度会高于其它地区，最终导致工作面上隅角瓦斯超量涌出现象。

2风流速度过低导致瓦斯气体堆积通过长期现场观察及分析得知，采面上隅角靠近煤壁和采空区侧，风流速度很低，会使局部处于涡流状态（如图2所示）。

工作面上的风流速度过低，导致中间区域的瓦斯气体可以顺利排出，但是在u型通风口上隅角处的瓦斯气体，由于过低的风流，会导致形成了回旋涡流，而每当靠近主风流时，就会被弹回，这样会导致无法顺利汇入主风流中。

U型通风采场风流和涌出瓦斯量关系分析与研究通风部申贵堂摘要：通过对U型采场风流规律、瓦斯来源以及采场风向与采空区瓦斯涌出关系的分析，得出瓦斯涌出U型通风采场风量调配原则，具有一定的实际操作指导和借鉴意义。

关键词： U型通风、工作面风流、涌出瓦斯量1、概述：矿井通风方式主要有中央式、对角式、分区式和混合式等四种。

根据回采工作面进、回风巷的数量与位臵，回采工作面通风方式可分为U型、W 型、Y型、Z型及U+L型等多种类型。

回采工作面各种通风方式各有其特点和适用条件，其中后退式U型通风漏风小，回风隅角易积聚瓦斯，适用于瓦斯涌出量不大的煤层，前进式U型通风漏风大，不适用于自然发火煤层。

邢台矿区各矿回采工作面除残采工作面采用L型通风方式外，其他回采工作面均符合后退式U型通风方式。

2、U型通风采场风流与瓦斯2.1 U型通风采场风流规律和瓦斯来源分析采场风流由采煤空间的风流和采空区漏风风流两部分组成。

U型通风采场采煤空间风流起始于工作面风流源，汇集于工作面风流汇。

采煤空间风流越靠近其中心位臵风速越大，越靠其四周风速越小，并逐渐出现层流。

工作面风量风速越小，采煤空间四周层流厚度越大，不利于涌出瓦斯的扩散和排出；相反，工作面风量风速越大，采煤空间四周层流厚度越小，利于涌出的瓦斯扩散和排出。

U型通风采场采空区风流状态属于低雷诺数的线性层流状态，其流线起始于工作面进风段，流出于工作面回风段，越靠近回风隅角漏风路线越深入采空区，漏风线路就越长。

采空区漏风风流距离采场切顶线法线距离愈小，其漏风风流愈大；反之，距离采场切顶线法线距离愈大，其漏风风流愈小。

采煤空间风速高，采空区漏风风流越大，深入采空区的深度就大；采煤空间风速低，采空区漏风风流越小，深入采空区的深度就小。

采场瓦斯来源主要有三个方面：（1）煤体赋存瓦斯释放；（2）煤层顶、底板瓦斯析出；（3）采空区瓦斯涌出。

其中煤体赋存瓦斯释放和煤层顶、底板瓦斯析出量总和约占工作面总涌出量的50%，采空区瓦斯涌出量占50%，甚至更多。