在煤矿开采的回采工作面中,上隅角是指采煤工作面的回风侧、靠近采空区边缘的角落位置。下隅角则是指采煤工作面的进风侧、靠近采空区边缘的角落。
一、瓦斯积聚问题
1.上隅角瓦斯积聚
原因:在采煤过程中,采空区会涌出瓦斯,由于风流在工作面的流动特性,上隅角处的风流速度较低,形成涡流区。这使得采空区涌出的瓦斯难以被风流有效稀释和带走,容易在此处积聚。例如,当采煤工作面推进速度较快,采空区面积不断扩大,瓦斯涌出量增加,而通风系统如果不能及时调整,上隅角瓦斯积聚的风险就会大大增加。
危害:瓦斯积聚达到一定浓度后,一旦遇到火源,就会引发瓦斯爆炸,这是煤矿井下最严重的安全事故之一。瓦斯爆炸会产生高温、高压冲击波,对井下人员生命安全造成巨大威胁,同时也会摧毁井下巷道、设备等,导致矿井停产甚至报废。
防治措施:一是优化通风系统,如采用局部通风机对上隅角进行针对性通风,增加风流速度,使瓦斯能够及时被稀释和带走。二是采用瓦斯抽采技术,通过在采空区或上隅角附近布置瓦斯抽采钻孔,将瓦斯抽出并输送到地面或其他安全区域,降低瓦斯浓度。
2.下隅角瓦斯积聚(相对较少但也可能出现)
原因:下隅角也可能由于通风不良,以及从采空区或煤层中涌出的瓦斯在局部区域积聚而出现瓦斯浓度升高的情况。例如,当煤层瓦斯含量较高,且下隅角处的风流被采煤设备等障碍物阻挡时,就可能导致瓦斯积聚。
危害:同样存在瓦斯爆炸的危险,虽然下隅角瓦斯积聚情况一般不如上隅角严重,但一旦发生事故,后果同样不堪设想。
防治措施:保证下隅角的通风顺畅,合理布置采煤设备,避免对风流造成过大阻碍。同时,也可以设置瓦斯监测传感器,实时监测瓦斯浓度,当浓度超过安全阈值时及时采取措施,如加大通风量或进行瓦斯抽采。
二、粉尘积聚与防治
1.上隅角粉尘积聚
原因:采煤过程中,如采煤机割煤、煤炭运输等环节都会产生大量粉尘。在上隅角,由于风流的影响,粉尘可能会在角落处沉降和积聚。特别是在采用放顶煤开采工艺时,放顶过程中产生的粉尘会随着风流扩散,部分粉尘会积聚在上隅角。
危害:粉尘积聚不仅会影响井下空气质量,危害矿工的身体健康,长期吸入粉尘可能导致尘肺病等职业病。而且高浓度的粉尘也存在爆炸的风险,当粉尘与空气混合达到一定浓度,并遇到火源时,就可能引发粉尘爆炸。
防治措施:一是采用喷雾降尘技术,在采煤工作面和运输巷道等位置安装喷雾装置,通过喷雾使粉尘颗粒凝聚沉降。对于上隅角,可以设置专门的小型喷雾装置,对积聚的粉尘进行有效治理。二是加强通风管理,通过合理的风流组织,将粉尘排出工作面。
2.下隅角粉尘积聚
原因:与上隅角类似,下隅角也会因为煤炭运输、采煤作业产生的粉尘在局部区域沉降积聚,同时进风风流可能会携带一部分粉尘在此处堆积。
危害:危害包括危害矿工健康和粉尘爆炸风险,与上隅角的情况相同。
防治措施:同样可以采用喷雾降尘和优化通风的方式,如在运输设备经过下隅角附近时,增加喷雾强度,确保粉尘能够及时被清除,同时保证进风风流能够有效稀释和带走粉尘。