三進兩回偏Y型通風方式在高瓦斯礦井大采高

1、“三進兩回”偏Y型通風方式在高瓦斯礦井大采高工作面的應(yīng)用張 波(晉城煤業(yè)集團寺河礦,山西晉城048205)摘要: 通過現(xiàn)階段工作面通風方式的缺點進行分析，提出了“三進兩回”偏Y型通風，并對該通風方式的基本概念、巷道布置、優(yōu)缺點、系統(tǒng)管理等進行了分析，對系統(tǒng)的管理進行了總結(jié)。關(guān)鍵詞: 三進兩回偏Y型通風方式;應(yīng)用;通風瓦斯管理1、問題的提出現(xiàn)階段高瓦斯礦井高產(chǎn)高效工作面通風方式主要有：兩進一回或三進兩回的“U+L”型、“雙U”型、兩進兩回的“H”型，還有“U+I”型等等。雖然上述各種通風方式均能有效的解決工作面上隅角的瓦斯積聚問題，但是偏“Y”型通風方式回風尾巷需要沿空護巷，并需作一邊界回風上山

2、，巷道維護和掘進工程量大；“U+L”型通風方式則不需要沿空護巷，但需作一專用回風順槽，掘進工程量大；“H”型通風方式則是兩條巷道需沿空護巷且可能影響風流的穩(wěn)定性，管理復雜。為克服上述通風方式存在的缺點，有效地解決高瓦斯礦井薄煤層高產(chǎn)高效工作面的通風，現(xiàn)提出三進兩回偏Y型通風方式。2、三進兩回偏Y 型通風方式簡介及原理在工作面采用五巷布置,其中三條進風巷,兩條回風巷,具體是:工作面進風側(cè)布置兩條主進風巷,在回風側(cè)緊靠工作面布置一條輔助進風巷,兩條回風巷,輔助進風巷與回風巷間存在一個開路橫川,是工作面的回風橫川,另外,在工作面切眼后部存在一個與回風巷相通的尾部開路橫川。主進風巷的風流經(jīng)工作面切眼稀

3、釋瓦斯后,一部分從回風橫川回到回風巷,另一部分從上隅角經(jīng)尾部開路橫川回到回風巷,稀釋了上隅角瓦斯,輔助進風巷的風流通過回風橫川回到回風巷,一方面稀釋回風巷瓦斯?jié)舛仍?10 %以下,另一方面給上隅角施加正壓,使上隅角部分風流從尾部開路橫川回出。風流路線如下:圖1 通風系統(tǒng)示意圖3、三進兩回偏Y 型通風方式的巷道布置、掘進及通風設(shè)施置(1)順槽的條數(shù)一般為5條，即回采工作面上下順槽分別布置兩條（主進風側(cè)）和三條（一條輔助進風巷和兩條回風巷）。其中三條進風，兩條回風。輔助進風巷與回風巷巷道之間用橫貫聯(lián)系。(2)工作面之間接替關(guān)系宜用順采布置，這樣可以利用首采工作面留下來的兩條順槽作為下一個回采工作面

4、的進風順槽，新掘另外3條順槽作為新的相鄰接替工作面的回風順槽和輔助進風巷。雖然，每個工作面需要5條巷道共同服務(wù)，但是，除第一個工作面需要掘進6條巷道外，其余工作面僅需新掘3條順槽，此時布置的新工作面的3條新的順槽的掘進采用多巷或雙巷掘進，既節(jié)約了工程量，同時也可緩解采掘緊張的矛盾。(3)巷道的掘進。由于工作面年推進度高，為減少工作面搬家次數(shù)，工作面順槽布置距離較長，一般大于2000 m ，因此生產(chǎn)中掘進面掘進供風距離長，故采用多巷或雙巷掘進同時掘進，每隔50 100 m 打一聯(lián)絡(luò)巷，當兩巷每掘進500 m后，把兩巷局部通風機同時移至該處，依次掘進。多巷或雙巷掘進的優(yōu)點一是能解決高瓦斯礦井長距離

5、掘進的難題，供風距離短，工作面風量能達到要求一；二是部分巷道都處在進風流中，兩幫釋放的瓦斯易稀釋；三是有利于瓦斯排放，抗災能力增強。(4)為了防止或降低采空區(qū)瓦斯大量涌人回風巷，在橫貫中應(yīng)設(shè)置密閉。但采空區(qū)與工作面最近的一個橫貫中不應(yīng)設(shè)置密閉，以便工作面上隅角的瓦斯經(jīng)尾部開路橫川回到回風巷，可有效的防止上隅角的瓦斯聚集，從而可有效解決上隅角瓦斯集聚的問題。4、三進兩回偏Y 型通風方式的優(yōu)缺點相對于以上所述各種高瓦斯礦井高產(chǎn)高效工作面通風方式，三進兩回偏Y型通風的具有以下優(yōu)點：(1)采用雙巷進風，雙巷回風，因此，提高了工作面的抗災能力，工作面安全性較好。(2)解決了上隅角瓦斯超限問題，上隅角風流

6、是工作面風流與運輸巷風流匯合點，瓦斯?jié)舛纫话愕停ぷ髅鏅C頭的電氣設(shè)備開啟不會受瓦斯?jié)舛鹊闹萍s。(3)改善了掘進工作面的工作環(huán)境，有利于提高掘進工作面的工作效率，同時降低了掘進工作面瓦斯事故的發(fā)生。(4)由于工作面順槽需要多巷或雙巷布置，所以相對于以上所述各種高瓦斯礦井高產(chǎn)高效工作面通風方式，采用三進兩回偏Y 型通風，巷道掘進和巷道維護工程量較小。雖然三進兩回偏Y型通風在薄煤層高產(chǎn)高效礦井中有上述諸多優(yōu)點，但也存在一些缺點：(1)聯(lián)絡(luò)巷施工量大；(2)采空區(qū)聯(lián)絡(luò)巷內(nèi)密閉量大。5、三進兩回通風方式在3301 面的應(yīng)用5.1、基本情況3301工作面布置于上莊風井以東附近的東三盤區(qū),走向長度2856

7、m ,傾斜長221m ,煤層平均厚度為6188m,采高設(shè)計為515m ,煤層傾角1°9°,煤層無爆炸性,無自燃發(fā)火傾向, 煤層瓦斯含量為9103 m3/t ,工業(yè)儲量為634118萬噸,可采儲量589179萬噸。工作面北側(cè)為進風側(cè),布置兩條進風順槽,即33011 、33015 巷,33011 巷兼做皮帶巷,工作面西側(cè)為回風側(cè),布置一條進風順槽(33013 巷),兩條回風順槽(33012、33014巷) ,工作面回采時,進風側(cè)風流大部分沿工作面流動,然后進入回風側(cè),一部分進入采空區(qū),攜帶采空區(qū)的瓦斯經(jīng)尾巷橫川排出。33013巷為輔助進風巷,其風流負責沖淡、稀釋回風巷瓦斯?jié)舛鹊?/p>

8、1%以下。附:3301面通風系統(tǒng)示意圖2 。圖2 3301 面通風系統(tǒng)示意圖在33015巷側(cè)和33013巷側(cè)分別布置順層瓦斯抽放鉆孔, 抽放工作面煤體瓦斯, 工作面外段1657m在33015巷側(cè)布置抽放鉆孔462個,間距6m ,工作面里段1199m在33013巷側(cè)布置抽放鉆孔110個,間距3 m ,鉆孔覆蓋整個工作面,鉆孔平均長度180m,鉆孔直徑94mm ,瓦斯抽放率25 %;在33012巷布置一趟DN350采空區(qū)抽放管路,抽放采空區(qū)瓦斯。5.2、工作面配風量和瓦斯?jié)舛茸兓ぷ髅婵偱滹L量在10000m3/min左右,其中33011、33015巷進風500m3/min左右,33013巷進風45

9、00m3/min 左右,工作面風排瓦斯量在9060m3/min ,配風量、風排瓦斯量、工作面風流瓦斯?jié)舛取⑸嫌缃峭咚節(jié)舛鹊臏y定數(shù)據(jù)見表1 ,曲線關(guān)系見圖3 。表1 配風量、風排瓦斯量、工作面風流瓦斯?jié)舛取⑸嫌缃峭咚節(jié)舛鹊臏y定數(shù)據(jù)測定時間6.156.277.77.197.318.78.218.279.5工作面配風量m³/ min104501051210452104951029810412104001016410169風排瓦斯量m³/ min9081.7981.982.880.6285.9378.8672.6275.28工作面風流瓦斯?jié)舛?.480.340.340.360.32

10、0.400.260.300.44上隅角瓦斯?jié)舛?.450.380.500.420.360.620.320.320.46圖3 配風量、工作面風流瓦斯?jié)舛?、上隅角瓦斯?jié)舛茸兓€從表1 和圖3 中可見工作面上隅角瓦斯?jié)舛扰c工作面風流瓦斯?jié)舛认嘟?工作面上隅角瓦斯?jié)舛?、工作面風流瓦斯?jié)舛入S工作面風排瓦斯量的變化不大,工作面上隅角瓦斯?jié)舛扰c工作面風流瓦斯?jié)舛仁冀K處于較低受控狀態(tài)。5.3、系統(tǒng)管理應(yīng)注意的問題(1)回采時要超前工作面切眼封閉外側(cè)主進風巷正巷,具體位置是當工作面支架立柱正對兩主進風巷橫川外幫時,要在超前工作面切眼并距切眼最近的橫川(兩主進風巷間) 里側(cè)12 m 范圍內(nèi),建密閉墻,封閉外側(cè)主

11、進風巷正巷。(2)當工作面機尾支架支柱推進第N 個回風橫川,并與第N 個回風橫川外幫對齊,要打開第N - 1 個橫川,當機尾支架尾梁末端超過第N 個回風橫川里幫2 m 時,立即封閉第N + 1 個橫川(尾部通風橫川) ,工作面僅允許存在一個尾部通風橫川,如存在兩個或兩個以上尾部通風橫川,整個工作面區(qū)域瓦斯涌出量將難以控制,回風巷瓦斯?jié)舛瓤赡艹蕖?3)當工作面機尾支架支柱推進第N 個回風橫川,并與第N 個回風橫川外幫對齊,在打開第N - 1 個橫川前,要在緊靠工作面的回風巷正巷建調(diào)節(jié)墻,具體位置在第N - 1 個橫川向外5 m 處,保證該回風巷風流向里流動經(jīng)最里邊兩回風巷間橫川回到另一回風巷,

12、解決回風橫川以里段回風巷的通風瓦斯問題。以上設(shè)施調(diào)整反復實施,見通風系統(tǒng)示意圖1。(4)工作面上隅角必須打木垛,保證上隅角回風通道通暢。(5)輔助進風巷與回風巷間橫川擋風墻必須可靠,盡量減少漏風。(6)必要時可在輔助進風巷內(nèi)設(shè)置調(diào)節(jié)設(shè)施,調(diào)整主進風巷與輔助進風巷間風量分配。(7)在工作面進風、上隅角、工作面風流、回風巷風流必須安設(shè)瓦斯傳感器,在瓦斯超限的情況下報警、斷電。(8)工作面回風側(cè)輔助進風巷與回風巷間每50m貫通一橫川,在回采時隨著采面的推進逐漸打開橫川擋風墻,作為回風橫川用,如橫川間距大于50m ,上隅角回風通道就難以維護。5.4、系統(tǒng)應(yīng)用效果寺河礦2301、3302、3301工作面

13、均應(yīng)用了三進兩回偏Y型通風方式,取得了良好效果,上隅角瓦斯始終處于受控狀態(tài),瓦斯?jié)舛韧ǔＬ幵?.4%0.8%之間,最高日產(chǎn)量達到2.8萬噸。6、實踐經(jīng)驗與教訓(1)三進兩回偏Y 型通風方式是高瓦斯礦井大采高工作面通風的最佳方式,但必須將上隅角回風通道維護好,保證風流順暢。(2)在高瓦斯條件下布置大采高工作面,必須進行充分的預抽,以減小風排瓦斯的壓力,該通風方式應(yīng)在大風量情況下應(yīng)用。(3)在工作面推進過程中,對尾部開路橫川及時封閉,并采用抽放采空區(qū)瓦斯等手段綜合治理瓦斯。(4)輔助進風巷與回風巷間橫川間距不能大于50 m ,否則上隅角回風通道就難以維護。(5)機頭下隅角老塘懸頂面積不能超過8 m² ,否則必須采取強制放頂措施。(6)必須隨時注意采面推進度,防止進、回風側(cè)推進錯過封閉時間,造成工作面區(qū)域瓦斯超限。(7)工作面僅允許存在一個尾部開路橫川,如果超過一個就會造成回風巷瓦斯超限。參考文獻1 張寶明，陳炎光中國煤礦高產(chǎn)高效技術(shù)M中國