李健

【摘 要】靈泉煤礦從2007年開始，首次在三采區(qū)40031采面嘗試“Y”型上行通風(fēng)技術(shù)，并取得了較好效果，解決了“U”型通風(fēng)工作面上隅角瓦斯積聚超限的難題。

【關(guān)鍵詞】“Y”型；上行；瓦斯

1.礦井概況

靈泉煤礦礦井開拓方式為斜、立井多水平開拓，共分兩個(gè)水平開采。共回采七層煤，煤層平均厚度0.9米，傾角5-20度，通風(fēng)方式為分區(qū)式通風(fēng)。有入風(fēng)井4處，回風(fēng)井2處，總回風(fēng)量23000m3/min。絕對瓦斯涌出量為92.6m3/min，相對瓦斯涌出量為24.16m3/t。2011年被鑒定為突出礦井。采煤工作面原通風(fēng)方式全部為“U”型上行通風(fēng)，重點(diǎn)瓦斯采煤工作面瓦斯治理主要采取風(fēng)排加抽放的方法解決。抽放方法主要采取仰角抽放、高位水平鉆孔抽放和高位巷抽放。

2.問題的提出

以靈泉煤礦二采區(qū)40031隊(duì)為例，該面回采二水平90層左六區(qū)段，工作面走向長1100m，傾斜長190m。煤層采高1.2米，煤層傾角8度，使用MG-310型機(jī)組落煤，單體液壓支柱支護(hù)頂板，煤層頂?shù)装寰鶠橹猩皫r，下巷采用煤矸碴混凝土澆筑加錨索支護(hù)方式留巷。預(yù)測瓦斯絕對涌出量為21.4m3/min。瓦斯來源主要是來自距90層底板3米的下鄰近層（9l層）。工作面初采時(shí)，采場采用后退式“U”型上行通風(fēng)系統(tǒng)。見下圖。

U型上行通風(fēng)系統(tǒng)圖

初采時(shí)工作面配風(fēng)920m3/min，有仰角抽放鉆場一個(gè)，風(fēng)排絕對瓦斯涌出量為7.6m3/min，抽排絕對瓦斯涌出量為14.7m3/min。不生產(chǎn)時(shí)工作面瓦斯?jié)舛?.8%，上隅角瓦斯?jié)舛?.8%，回風(fēng)瓦斯?jié)舛?.9%，生產(chǎn)時(shí)機(jī)組每次只能割20節(jié)槽，必須停30分鐘釋放瓦斯，否則工作面和回風(fēng)瓦斯超限，每小班只能割1刀煤左右?；夭晒ぷ髅娉醮蝸韷簳r(shí)，采空區(qū)瓦斯涌出量（主要是下鄰近層91層受采動(dòng)影響涌出的瓦斯）明顯增加，回風(fēng)瓦斯?jié)舛纫蚕鄳?yīng)增加達(dá)到1.3%，造成上隅角瓦斯達(dá)到3%，嚴(yán)重地制約了生產(chǎn)，給安全生產(chǎn)帶來隱患。

3.解決辦法

鑒于以上特殊情況，我們利用采區(qū)左部邊界通南風(fēng)井的回風(fēng)巷及時(shí)調(diào)整采面通風(fēng)系統(tǒng)，由原來的后退式“U”型上行通風(fēng)改為后退式“Y”型上行通風(fēng)系統(tǒng)。原理是：由原來的下巷入風(fēng)，上巷回風(fēng)改為上、下巷均入風(fēng)。隨工作面推進(jìn)，上巷碼雙編織袋中間用煤矸渣混凝土澆筑，下巷澆筑煤矸渣混凝土石墻，水泥和煤矸渣配比為1：3，使用425標(biāo)號(hào)硅酸鹽水泥。上巷編織袋外側(cè)打間距為1.0m的木點(diǎn)柱，下巷石墻模板采用厚度為20mm長度為2.0m的木板。煤矸渣采用震動(dòng)棒搗固，在水泥墻下側(cè)巖石臺(tái)上打上護(hù)墻單體液壓支柱，支柱間距為1.0m，待老頂落靠后再回收，以免水泥石墻被壓垮。回風(fēng)經(jīng)混凝土沿空留巷回到南風(fēng)井回風(fēng)石門。編織袋石墻每隔15米留一小口與上巷抽放管路連接抽放采空區(qū)瓦斯，把回風(fēng)瓦斯?jié)舛瓤刂圃诎踩狄韵?。具體見下圖：

Y型上行通風(fēng)系統(tǒng)示意圖

系統(tǒng)改變后工作面上巷入風(fēng)210m3/min，下巷入風(fēng)1000m3/min，不生產(chǎn)時(shí)工作面CH4 0.3%，上角0.4%，回風(fēng)CH4 0.4%，生產(chǎn)時(shí)工作面CH4 0.6%，上角CH4 0.55%，回風(fēng)CH4 0.6%，機(jī)組附近CH4 0.9%，溜子道CH40.8%，現(xiàn)在小班能割2-3刀，消除了瓦斯給安全生產(chǎn)帶來的危脅。

4.“U”型上行與“Y”型上行通風(fēng)的比較：

4.1后退式“U”型上行通風(fēng)

優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡單，巷道施工維修量小，工作面漏風(fēng)小，風(fēng)流穩(wěn)定，易于管理。

缺點(diǎn)：

（1）采場風(fēng)量由下順槽到工作面，經(jīng)上順槽流入采區(qū)專用回風(fēng)上山進(jìn)入水平回風(fēng)石門，由南風(fēng)井排到地面。通風(fēng)路線長達(dá)9000米，通風(fēng)阻力大，配風(fēng)困難。

（2）當(dāng)回采工作面推進(jìn)到一定距離后，初次來壓和周期來壓時(shí)，采空區(qū)瓦斯涌出量會(huì)明顯增加，瓦斯會(huì)混入風(fēng)流中，并沿風(fēng)流方向由下部逐漸向上部積聚，造成上隅角瓦斯易積聚而易引起瓦斯超限。

4.2后退式“Y”型上行通風(fēng)

優(yōu)點(diǎn)：

（1）采場入風(fēng)由下順槽到工作面，經(jīng)邊界回風(fēng)巷流入南風(fēng)井，通風(fēng)路線長僅4300米，阻力相對小。

（2）采空區(qū)瓦斯大部分進(jìn)入上巷沿空留巷石墻的瓦斯抽放管，解決了隅角和回風(fēng)超限之患。

（3）由于工作面上、下端均處于進(jìn)風(fēng)流中，故改善了作業(yè)環(huán)境。

（4）機(jī)電設(shè)備都在新鮮風(fēng)流中，安全性能好。

缺點(diǎn)：

（1）“Y”型通風(fēng)需在采區(qū)邊界多送一條回風(fēng)道，增加了掘進(jìn)率。

（2）上、下巷均需沿空留巷，增加了工作強(qiáng)度。

5.結(jié)束語

（1）沿空留巷“Y”型通風(fēng)方式，通過工作面上、下進(jìn)風(fēng)巷風(fēng)量和留巷段埋管抽采，可將留巷排放瓦斯?jié)舛瓤刂圃诎踩狄韵隆?/p>

（2）通過沿采空區(qū)邊緣留設(shè)的巷道作為下一區(qū)段的一條回風(fēng)巷道，實(shí)現(xiàn)了無煤柱連續(xù)開采，少送了一條巷道。

（3）根據(jù)瓦斯絕對涌出量的大小，可在留設(shè)的巷道內(nèi)布置鉆場，施工頂?shù)装甯叩臀汇@孔，抽采頂?shù)装逍秹和咚购筒煽諈^(qū)瓦斯。隨沿空留巷墻體推進(jìn)，邊采煤邊抽采瓦斯，可實(shí)現(xiàn)煤與瓦斯高效共采。