溫志新

（晉城煤業(yè)集團 寺河煤礦 二號井，山西 晉城048019）

寺河煤礦二號井9＃煤層位于3＃煤層采空區(qū)之下50余米，94311工作面正?；夭蓵r工作面瓦斯涌出量包括本煤層瓦斯以及上方采空區(qū)泄露瓦斯。由于工作面上覆3＃煤層已經(jīng)開采完畢，一系列問題導致工作面在現(xiàn)有通風系統(tǒng)條件下上隅角瓦斯?jié)舛阮l繁超限，難以滿足工作面正常安全回采需求。因此，對工作面通風系統(tǒng)進行優(yōu)化研究，解決工作面上隅角瓦斯?jié)舛阮l繁超限問題，對于工作面正常安全回采，提升礦井效益意義重大〔3～4〕。

1 工作面概況

山西晉煤集團寺河二號井是集團公司重點發(fā)展礦井，礦井中長期采掘銜接安排以9＃煤為主。94311工作面為典型的薄煤層工作面，煤層傾角2°～10°，平均3°，容重1.51t／m3，瓦斯絕對涌出量預計為15m3／min，CO2的絕對涌出量預計為0.62m3／min。工作面設計走向長度1775 m，傾斜長度200m，設計采高為1.5m，工作面沿底板推進，以風定產(chǎn)，設計循環(huán)進度0.6m。四六制作業(yè)（夜、早、午、晚班，一個班檢修，三個班生產(chǎn)），循環(huán)方式為生產(chǎn)班進3個循環(huán)，日進9個循環(huán)。

94311工作面切眼凈斷面規(guī)格為5.9m×2.2m，錨－索網(wǎng)聯(lián)合支護。94221運輸巷和94222軌道巷均為寬4.8 m，高2.3m，錨－索網(wǎng)聯(lián)合支護；94222副巷（輔助回風巷）寬4.0m，高2.2m，錨－索網(wǎng)聯(lián)合支護。工作面巷道布置及通風系統(tǒng)示意見圖1。

圖1 工作面巷道布置及通風系統(tǒng)示意

2 工作面通風系統(tǒng)優(yōu)化及調(diào)整措施

2.1 工作面通風系統(tǒng)現(xiàn)狀

94311工作面為一進兩回通風系統(tǒng)，即94221進風，94222和94222副巷為回風巷。在工作面回采過程中，由于工作面特殊頂?shù)装鍡l件及上部3＃煤層采空區(qū)的影響，導致現(xiàn)有通風系統(tǒng)不能滿足正常生產(chǎn)要求，瓦斯超限問題較為嚴重。

工作面回采過程中（8.5～8.10）上隅角瓦斯涌出情況見表1。

表1 通風系統(tǒng)調(diào)整前工作面上隅角瓦斯涌出情況

由表1知工作面進風量1120m3／min，回風量平均值為960m3／min，工作面上隅角瓦斯?jié)舛茸畲鬄?.13%，最小為0.12%；最大平均值為0.78%，最小平均值為0.58%，由此可以看出，現(xiàn)有通風系統(tǒng)條件下，工作面上隅角瓦斯?jié)舛瘸掷m(xù)較大。

2.2 工作面通風系統(tǒng)調(diào)整措施

通過分析研究決定，將現(xiàn)有的“一進兩回”通風方式調(diào)整為“兩進一回”通風方式，即94221巷、94222副巷調(diào)整為進風巷，94222巷調(diào)整為回風巷。具體調(diào)整措施如下：

（1）準備工作。系統(tǒng)調(diào)整前提前把94222巷與94222副巷聯(lián)絡巷橫川間的調(diào)節(jié)風窗逐一進行檢查，確保調(diào)節(jié)風窗完好，并核實窗口面積50mm×100mm。

（2）通風設施構筑

① 縮小94222巷與94222副巷聯(lián)絡巷處永久調(diào)風窗窗口面積，將風窗窗口面積由原來的1500mm×1500mm縮小為200mm×200mm。

② 縮小94222副巷聯(lián)絡巷處永久調(diào)風窗窗口面積，風窗窗口面積由原來的2000mm×2000mm縮小為100mm×200mm。

③94222巷與94222副巷間橫川要有2個橫川（即通風橫川和開路橫川）保持調(diào)風窗面積不小于1500mm×1500mm。

④94222巷超前支護內(nèi)要設置一個增阻設施。

⑤ 當工作面推進至正對橫川時，要封閉上一個橫川，并打開通風橫川和開路橫川。

（3）局部通風機安裝

① 為保證通風的可靠性，采用“雙風機雙電源自動切換”，并實現(xiàn)“三專兩閉鎖”。

② 根據(jù)風量需求選擇FBCD.NO.6／2×15kW 對旋式局部通風機。

③局部通風機及開關安裝在距94222副巷正前750 m處，風機安裝時必須吊高或墊高，距離巷道底板不小于0.3m，風機上安裝風量調(diào)節(jié)裝置。

④ 正對局部通風機最近的聯(lián)絡巷橫川把調(diào)節(jié)設施改為永久雙向風門。

⑤根據(jù)94311采面推進進度適當調(diào)整風機的安裝位置。

⑥94222副巷局部通風機服務區(qū)域嚴禁安裝任何機電設備。

（4）調(diào)整后風流路線

①94221巷進風流部分進入措施巷，部分進入工作面，工作面部分風流通過通風橫川進入94222副巷及開路橫川后流入94222巷，工作面另一部分風流直接流入94222巷。

②94222副巷部分進風流通過開路橫川流入94222巷，另一部分風流由局部通風機吸入，供風至92222副巷正前后，局部通風機回風由開路橫川流至94222巷。

（5）配風要求。94311采面總風量2400m3／min，其中措施巷風量200m3／min，94311切眼風量1100m3／min（通風橫川風量350m3／min），94222副巷風量1100m3／min（橫川過風量30×18＝540m3／min，風機及其他風量560 m3／min）。

調(diào)整后的通風系統(tǒng)見圖2。

圖2 調(diào)整后工作面通風系統(tǒng)示意

3 工作面通風系統(tǒng)優(yōu)化效果分析

工作面通風系統(tǒng)調(diào)整后，工作面通風系統(tǒng)為“兩進一回”通風方式，通過近3個月的日常檢查，94311工作面主要巷道及硐室未發(fā)現(xiàn)卸壓漏風問題，均壓通風機工作狀況和通風良好。通過現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，工作面實際進風量2040 m3／min，回風量平均為1920m3／min。

通風系統(tǒng)調(diào)整后，工作面回采過程中的上隅角瓦斯涌出情況見表2。

表2 通風系統(tǒng)調(diào)整后工作面上隅角瓦斯涌出情況

由表2可以看出，工作面通風系統(tǒng)調(diào)整為“兩進一回”通風方式后，通過9月21日～9月28日對工作面回采過程中上隅角瓦斯涌出情況的統(tǒng)計，在工作面進風量2040 m3／min時，工作面上隅角瓦斯?jié)舛茸畲鬄?.38%，最小為0.05%；最大平均值為0.25%，最小平均值為0.17%，監(jiān)測期間未出現(xiàn)工作面上隅角瓦斯超限現(xiàn)象。由此可以看出，通風系統(tǒng)調(diào)整后，在新通風系統(tǒng)條件下，工作面進風量、回風量均顯著增大，工作面上隅角瓦斯?jié)舛阮l繁超限的現(xiàn)象得到了較好的控制，通風系統(tǒng)調(diào)整對于工作面上隅角瓦斯問題的治理效果顯著。

4 臨近層采空區(qū)瓦斯抽采

4.1 鉆場布置

94311工作面瓦斯抽放鉆場布置在94222巷內(nèi)，為保證臨近層采空區(qū)瓦斯抽放效果，且便于抽放作業(yè)接替，每隔50m布置一個鉆場，設計鉆場32個，鉆場設計規(guī)格為6 m×3m×2.2m。

4.2 鉆孔布置

3＃與9＃煤層間距約為45m，為使鉆孔能打到3＃煤層采空區(qū)，對采空區(qū)瓦斯進行充分抽采，設計高位頂板鉆孔分上下兩層，其中上層鉆孔長度85m，位于3＃煤層底板導通裂隙處；下層鉆孔長度110m，位于3＃煤層采空區(qū)內(nèi)（見圖3）。鉆孔直徑均為113mm。采用聚氨酯材料進行封孔，封孔長度不得小于4m，確保鉆孔的密封性。

圖3 高位頂板鉆孔布置立體示意

4.3 抽采效果

根據(jù)現(xiàn)場流量表顯示，抽采量可達18m3／min，達到了頂板鉆孔抽采臨近層采空區(qū)瓦斯的效果。

5 結語

1）通過現(xiàn)場實際應用，工作面原有的“一進兩回”通風方式不能滿足工作面的正常生產(chǎn)需求，工作面進風量為1120m3／min，回風量960m3／min，上隅角瓦斯超限問題嚴重。

2）通過構筑通風設施、安裝局部通風機等方式，將工作面通風系統(tǒng)調(diào)整為“兩進一回”通風方式，將94221巷、94222副巷調(diào)整為進風巷，94222巷調(diào)整為回風巷。

3）工作面通風系統(tǒng)調(diào)整后，工作面進風量增大至2040 m3／min，回風量平均值為1920m3／min，工作面上隅角瓦斯?jié)舛瘸迒栴}得到明顯改善，配合頂板高位鉆孔，瓦斯抽采量達到18m3／min，從根本上消除了工作面上隅角瓦斯超限問題。

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