摘 要：針對(duì)雙突高瓦斯、復(fù)雜應(yīng)力、三軟煤層群地質(zhì)條件，沙曲礦在4.5m厚煤層條件下，首次試驗(yàn)研究應(yīng)用了無煤柱沿空留巷“Y”型通風(fēng)技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)應(yīng)用成果，為我國(guó)類似條件高瓦斯突出礦井無煤柱沿空留巷煤與瓦斯共采提供了實(shí)踐指導(dǎo)與技術(shù)支持，對(duì)改善礦井安全生產(chǎn)條件具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：突出礦井 沿空留巷 “Y”型通風(fēng)

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（a）-0094-01

傳統(tǒng)“U”型[1]及“兩進(jìn)一回”通風(fēng)方式，由于采空區(qū)漏風(fēng)攜帶采空區(qū)高濃度瓦斯匯集至工作面上隅角并由風(fēng)流排出，無論采用何種方式都不能從根本上解決上隅角瓦斯超限和瓦斯積聚問題，影響采煤工作面安全、高效生產(chǎn)。根據(jù)國(guó)內(nèi)先進(jìn)高瓦斯工作面瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)，24207綜采面試驗(yàn)采用“Y”型通風(fēng)，并沿采空區(qū)邊緣沿空留巷實(shí)施無煤柱連續(xù)開采，解決工作面瓦斯問題。

1 工作面概況

24207工作面沙曲礦北二采區(qū)第七工作面，絕對(duì)瓦斯涌出量51.22～61.46 m3/min，本煤層瓦斯涌出占64%，鄰近層瓦斯涌出占36%。隨著礦區(qū)開采深度增加，瓦斯問題將日趨嚴(yán)重。因此，必須采取有效的綜合治理措施[2]。

2 沿空留巷設(shè)計(jì)

24207工作面為走向長(zhǎng)壁綜采全高全垮落工作面，工作面為3#、4#煤層合并開采，開采均厚4.3 m，留巷墻高大于3.5 m，且直接頂為泥巖，厚度5.6 m，硬脆易冒落，不利于留巷維護(hù)與管理，留巷難度較大。為此，沿空留巷采用小跨度留巷，為了保證通風(fēng)斷面，跨度設(shè)計(jì)為3 m，墻體寬度4 m。24207工作面膠帶巷進(jìn)行沿空留巷，沿空留巷通過間距50 m橫貫與尾巷構(gòu)成工作面“二進(jìn)一回”Y型通風(fēng)系統(tǒng)。

2.1 沿空留巷充填系統(tǒng)

沿空留巷隨采煤工作面推進(jìn)而延伸，根據(jù)采煤工作面和留巷的連續(xù)性，要求充填材料（基本組分為水泥、粉煤灰、砂石骨料、復(fù)合外加劑和水）的輸送必須不間斷。礦井通過創(chuàng)新充填支架、材料及泵送等充填工藝技術(shù)，快速機(jī)械化構(gòu)筑高強(qiáng)支撐體將回采巷道保留下來，實(shí)現(xiàn)了沿空留巷與綜采工作面推進(jìn)同步進(jìn)行。

2.2 充填墻體寬度確定

沙曲煤礦24207工作面43f64e0470627461430ea2df5cbc8c4bd24160d3ef67598a2b27840348c0ea586.0 m采高沿空留巷墻體寬度經(jīng)驗(yàn)法認(rèn)為不應(yīng)小于2.8 m，寬度值應(yīng)在2.8～4.0 m之間；通過數(shù)值模擬[3]研究表明，墻寬最優(yōu)值應(yīng)在3.0～4.0 m之間。工程類比窄煤柱及無煤柱開采經(jīng)驗(yàn)，一般充填留巷墻體寬度與采高比在1～1.5，24207工作面為3#、4#煤層合并開采，留巷墻體較高大于3.5 m，本次工作面留巷設(shè)計(jì)充填墻寬4.0 m。

2.3 充填墻體的加固

為提高充填墻體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、完整性及結(jié)構(gòu)剛度，充填墻體內(nèi)應(yīng)合理布筋，若嚴(yán)格按照混凝土配筋原理進(jìn)行設(shè)計(jì)配筋，鋼筋使用量大，施工復(fù)雜，投入巨大。綜合考慮沿空留巷充填墻體所承受載荷及破壞形式，每次充填墻體長(zhǎng)度為2.4 m，寬度4 m，高度4m，具體配筋設(shè)計(jì)如下：以柱狀體框式配筋在充填墻體內(nèi)布筋，鋼筋骨架與金屬網(wǎng)組合，網(wǎng)間及網(wǎng)與鋼筋骨架間固定，采用金屬絲扎接牢固。

2.4 留巷充填方式和留巷位置

24207工作面采用機(jī)械支模進(jìn)行充填留巷，工作面回采4個(gè)循環(huán)進(jìn)行1次充填的作業(yè)循環(huán)，每次充填長(zhǎng)度為2.4 m。為了提高留巷的穩(wěn)定性，留巷設(shè)計(jì)采用小跨度留巷，留巷巷道寬度為3 m，墻體寬度4 m，其中3 m位于采空區(qū)內(nèi)。

3 結(jié)語

（1）通過沙曲礦沿空留巷“Y”型通風(fēng)煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)的成功應(yīng)用，解決了雙突高瓦斯復(fù)雜應(yīng)力三軟煤層群進(jìn)入深部開采面臨的合理通風(fēng)、瓦斯治理、巷道支護(hù)等重大安全生產(chǎn)技術(shù)難題。

（2）通過首采關(guān)鍵卸壓層，沿首采面采空區(qū)邊緣快速機(jī)械化構(gòu)筑高強(qiáng)支撐墻體將回采巷道保留下來；在留巷內(nèi)布置鉆孔抽采采空區(qū)及鄰近層卸壓瓦斯；采用無煤柱連續(xù)開采，實(shí)現(xiàn)被保護(hù)層全面卸壓；綜采工作面采煤與卸壓瓦斯抽采同步推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了煤與瓦斯安全高效共采。

（3）抽采的高、低濃度瓦斯分別輸送到地面加以利用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益顯著，實(shí)現(xiàn)了礦井的安全高效、可持續(xù)發(fā)展，為我國(guó)類似條件高瓦斯突出礦井無煤柱沿空留巷煤與瓦斯共采提供了實(shí)踐指導(dǎo)與技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 柏發(fā)松，鄭群，周汝洪.高瓦斯煤層群開采沿空留巷U型通風(fēng)煤與瓦斯共采試驗(yàn)研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2010（4）：40-45.

[2]袁亮.低透氣性煤層群無煤柱煤與瓦斯共采理論與實(shí)踐[J].中國(guó)科學(xué)院材料，2011（11）.

[3] 楊陽.三軟煤層巷道底板鉆孔卸壓的數(shù)值模擬優(yōu)化[J].中州煤炭，2009（11）：12-14.