U型通風系統主要用於低瓦斯礦井採煤工作面。高瓦斯礦井U型通風工作面的上隅角瓦斯一直是煤礦瓦斯管理的難題。隨著煤炭科技的發展，採煤工作面實現了高產高效綜合機械化生產，工作面單產不斷提高，瓦斯湧出量不斷增加，使原來工作面瓦斯不大的礦井和低瓦斯礦井，也出現了上隅角瓦斯積聚超限。
基本介紹
- 中文名：U形通風系統
- 外文名：U-ventilation system
- 學科：煤炭工程
- 領域：能源
- 範圍：開採
- 用於：低瓦斯礦井採煤工作面
簡介,採煤工作面瓦斯來源及其濃度分布規律,U型通風系統採煤工作面瓦斯超限的原因,總結,
簡介
低瓦斯礦井，採煤工作面大都採用U型通風，高瓦斯礦井U型通風工作面的上隅角瓦斯一直是煤礦瓦斯管理的難題。隨著煤炭科技的發展，採煤工作面實現了高產高效綜合機械化生產，工作面單產不斷提高，瓦斯湧出量不斷增加，使原來工作面瓦斯不大的礦井和低瓦斯礦井，也出現了上隅角瓦斯積聚超限。通過現場觀察、研究分析U型通風工作面風流流動及瓦斯流動規律，針對不同條件，採取了以多種形式的抽采上隅角瓦斯為主的瓦斯治理手段，取得了較好的效果。
採煤工作面瓦斯來源及其濃度分布規律
採煤工作面瓦斯來源有兩個方面，一是來自採煤工作面煤壁及采落的煤塊，即開採煤層的瓦斯；二是來自採空區。其中採空區瓦斯也來自兩個方面，一是來自採空區殘留煤體，二是來自受采動影響的臨近煤層和圍岩。採煤工作面瓦斯分布規律是：從進風到迴風風流瓦斯濃度逐漸增加，在進風側到工作面中部增加梯度較小，在工作面中部到迴風側增加梯度較大。工作面上隅角瓦斯濃度高於工作面其他地點。
U型通風系統採煤工作面瓦斯超限的原因
在U型通風系統的工作面中，在進、迴風巷風流壓差作用下，進人工作面的風流分為兩部分，一部分直接從工作面流過，另一部分流人採空區，在採空區內部沿一定的流線方向流動，在工作面的後半部分，進入採空區的風流通過在採空區內的氣流交換過程，逐漸返回工作面，最後
匯集於採煤工作面上隅角，所以工作面上隅角為採空區瓦斯流人工作面的匯合處。這樣必然造成工作面上隅角瓦斯積聚。
從U型工作面採空區瓦斯濃度線可以顯示出上隅角是採空區瓦斯集中湧出通道。另外，採空區內由於含有瓦斯，造成密度相比空氣密度要小，當存在高差時能產生一種向上的力，必然使採空區中高瓦斯向採煤工作面上隅角運移，增加了上隅角瓦斯湧出量。
通過理論分析和現場觀察，採煤工作面的風流運動狀態也是瓦斯積聚的一個重要原因。採煤工作面上隅角靠近煤壁和採空區附近，風流速度很低，處於渦流形式。由於採空區內有瓦斯源，在“瓦斯壓力”作用下，瓦斯運移到上隅角後，但由於風速低，含瓦斯風流只能在渦流區處於旋轉狀態，無法將採空區湧出的瓦斯帶入主風流，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內，形成了上隅角的瓦斯積聚、超限。若工作面上隅角出現滯後支架，除上隅角存在的渦流區外，在靠近切頂線處也會出現微風區，採空區漏出的瓦斯在此處積聚，更容易形成上隅角的瓦斯積聚、超限。
總結
採煤工作面上隅角瓦斯治理必須結合現場的實際情況，採取相應的切實可行措施。
(1)為了減少採空區漏風，必須進行上、下上隅角封堵，即可以減少採空區瓦斯湧出量，又可以避免採空區瓦斯與外界連通，發生瓦斯事故，同時對預防採空區自然發火也會起到一定的積極作用。這種方法適合於所有的工作面。
(2)對於低瓦斯厚煤層綜放工作面上隅角瓦斯，採取以上隅角垂直鑽孔抽放為主要手段，以明管抽放等為輔的處理措施。
(3)對於高瓦斯厚煤層綜放工作面上隅角瓦斯，採取以內錯低位瓦斯道為主要手段，以回順斜交低位鑽孔抽放、明管抽放等為輔的處理措施。
(4)對於高瓦斯綜采工作面上隅角瓦斯，採取以外錯瓦斯道為主要手段，以上隅角瓦斯排放、明管抽放等為輔的處理措施。
