文/張海峰 葉慶樹

榆家梁煤礦綜采工作面“Y”型通風(fēng)方式的應(yīng)用

文/張海峰 葉慶樹

神華神東榆家梁煤礦地處陜西省神木縣店塔鎮(zhèn)，煤層埋藏淺，瓦斯含量低，處于N2帶。礦井通風(fēng)系統(tǒng)采用抽出式通風(fēng)，通風(fēng)方法為機械式通風(fēng)，通風(fēng)方式為中央并列式通風(fēng)，綜采工作面通風(fēng)方式普遍是“U”型通風(fēng)。綜采面上隅角氧氣濃度偏低和一氧化碳濃度偏高的主要原因是因為采空區(qū)漏風(fēng)，風(fēng)流經(jīng)過采空區(qū)氧化帶，將一氧化碳帶出，并將采空區(qū)內(nèi)的氮氣帶出，雖然采空區(qū)回填的工作沒有間斷過，但是效果不是很明顯。經(jīng)過在上隅角掛擋風(fēng)簾，安設(shè)抽排風(fēng)機，風(fēng)量調(diào)節(jié)等方法以后，還是沒有得到較好的效果。此后，通過采用“Y”型通風(fēng)方式，安全技術(shù)指標(biāo)得到明顯改善，煤礦安全生產(chǎn)水平顯著提高。

一、通風(fēng)方式

1.“U”型通風(fēng)

“U”型通風(fēng)方式指采煤工作面有兩條巷道，一條為進風(fēng)巷，另一條為回風(fēng)巷，上行通風(fēng)時，其下順槽為進風(fēng)巷，上順槽為回風(fēng)巷，下行通風(fēng)時，則相反。圖1為后退式“U”型通風(fēng)方式的布置，此種通風(fēng)方式對了解煤層賦存情況，掌握瓦斯、火的發(fā)展規(guī)律，較為有利。由于巷道均維護在煤體中，因而巷道的漏風(fēng)率較小。另一方面，存在煤炭自燃危險大、容易形成隅角的瓦斯超限等缺點。

圖1 后退式“U”型通風(fēng)

2.“Y”型通風(fēng)

“Y”型通風(fēng)技術(shù)是指兩進一回的通風(fēng)方式。在回采工作面采用上下巷進風(fēng)，其中一條作為主要進風(fēng)巷，進風(fēng)量滿足工作面需風(fēng)量，另一條作為輔助進風(fēng)巷，按巷道最低風(fēng)速進行配風(fēng)。其優(yōu)點為：

（1）由于采空區(qū)的瓦斯通過巷旁支護流入回風(fēng)巷，則有效地解決了采煤工作面上隅角瓦斯超限之患。

（2）由于工作面上、下端均處于盡風(fēng)流中，故改善了作業(yè)環(huán)境。

由于存在以上優(yōu)點，故多適用于瓦斯（氮氣、一氧化碳）涌出量特大的煤層開采。當(dāng)采煤工作面產(chǎn)量大和瓦斯涌出量大時，采用這種方式可以稀釋回風(fēng)流中的瓦斯。對于綜采工作面，上下平巷均進新鮮風(fēng)流，不僅有利于上下平巷中的機電設(shè)備，而且可防止工作面上隅角積聚瓦斯及保證足夠的風(fēng)量。這種方式也要求配有沿空留巷。

開采薄煤層群時，首次采動的煤層，其工作面瓦斯主要是來自采空區(qū)一側(cè)。采用“U”型通風(fēng)方式不僅很難消除上隅角瓦斯超限，甚至因風(fēng)量增加造成工作面風(fēng)速偏高，惡化生產(chǎn)環(huán)境。如果采用“Y”型通風(fēng)方式則效果較好，如圖2所示：

圖2 “Y”型通風(fēng)1.輔助運輸巷 2.皮帶巷 3.沿空回風(fēng)巷

從工作面風(fēng)流系統(tǒng)圖中可以看出，在工作面范圍內(nèi)，沿空回風(fēng)巷的末端是風(fēng)壓最低點，從輔助運輸巷1流入的新鮮空氣，一部分沿工作面流動，稀釋來自工作面落煤和煤壁涌出的沼氣；另一部分則流入采空區(qū)，與采空區(qū)沼氣混合后從沿空回風(fēng)巷呈連續(xù)漏風(fēng)狀流出。由于皮帶巷2也是工作面的進風(fēng)巷，其風(fēng)量大小可根據(jù)皮帶巷和沿空回風(fēng)巷的實際需要進行調(diào)節(jié)，保證皮帶巷和沿空回風(fēng)巷的瓦斯?jié)舛确稀睹旱V安全規(guī)程》的要求。

二、榆家梁煤礦“Y”型通風(fēng)的應(yīng)用

榆家梁煤礦綜采工作面的通風(fēng)方式通常采用的是“U”型通風(fēng)，近期52104綜采工作面上隅角的氧氣濃度偏低達到16.8%，一氧化碳濃度偏高達到40ppm，與《煤礦安全規(guī)程》中氧氣濃度不能低于18%，一氧化碳濃度不能超過24ppm完全不相符。在多種方法試行后，均未取得顯著成效的情況下，礦技術(shù)人員經(jīng)過探討，最終將“U”型通風(fēng)改變成“Y”型通風(fēng)。如圖3和4所示：

圖3 52104“U”型通風(fēng)1.回風(fēng)巷 2.皮帶巷 3.輔助運輸巷 4.采空區(qū)

圖3 中新鮮風(fēng)流一部分流經(jīng)輔助運輸巷3供巷道用風(fēng)，另一部分流經(jīng)皮帶巷2到52104綜采工作面然后回到回風(fēng)巷再到總回大巷。

52104工作面的皮帶巷2和輔助運輸巷3之間的煤柱寬為10～15m，聯(lián)絡(luò)行的寬為5m。在工作面后部第一個聯(lián)巷處設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，工作面推進超過下一個聯(lián)巷（距聯(lián)巷口10m）后，再在工作面后部聯(lián)巷處設(shè)置新的調(diào)節(jié)風(fēng)窗，并將舊調(diào)節(jié)風(fēng)窗封閉。

圖4 52104“Y”型通風(fēng)1.進風(fēng)巷 2.皮帶巷 3.輔助運輸巷 4.采空區(qū)

從圖4中可知，第一路新鮮風(fēng)流從進風(fēng)巷1流經(jīng)52104工作面， 一小部分從工作面后部尾留調(diào)節(jié)風(fēng)窗流出，來稀釋上隅角有害氣體濃度，確保其濃度降低到規(guī)定值，另一部分從工作面前一條聯(lián)巷流出，形成工作面的主要回風(fēng)；第二路新鮮風(fēng)流從皮帶巷2流入，用來稀釋皮帶巷的粉塵濃度和降低皮帶巷的機電設(shè)備溫度，之后與工作面的主要回風(fēng)流匯合，從工作面前一條聯(lián)巷流出；第三路新鮮風(fēng)流直接從輔助運輸巷3流入，供巷道用風(fēng)。

為了防止采空區(qū)內(nèi)有煤炭自燃，規(guī)定綜采工作面嚴(yán)格控制留底煤，并在隅角處撒布巖粉，加之52104綜采工作面推進速度較快，日推進達13m，采空區(qū)氧化帶迅速被拋到窒息帶，降低了煤炭自燃的危險性。改變后的“Y”型通風(fēng)系統(tǒng)與原來的“U”型通風(fēng)系統(tǒng)相比，安全技術(shù)指標(biāo)得到明顯改善。

三、結(jié)論

要加強“一通三防”管理力度，采取多種手段，進一步完善煤礦企業(yè)“一通三防”工作機制，從而使煤礦建立起良好高效的通風(fēng)系統(tǒng)，把“一通三防”事故的發(fā)生及損失降到現(xiàn)有技術(shù)和管理水平所能控制的最低限度，確保煤礦企業(yè)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、安全生產(chǎn)。

（作者單位：神華神東榆家梁煤礦）

（責(zé)任編輯：李元）