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

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(jī)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?yàn)椴煽諈^(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?dú)鈳С?，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(jī)，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(jìn)風(fēng)巷，另一條為回風(fēng)巷，上行通風(fēng)時(shí)，其下順槽為進(jìn)風(fēng)巷，上順槽為回風(fēng)巷，下行通風(fēng)時(shí)，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(duì)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(hù)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(xiǎn)大、容易形成隅角的瓦斯超限等缺點(diǎn)。

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(jìn)一回的通風(fēng)方式。在回采工作面采用上下巷進(jìn)風(fēng)，其中一條作為主要進(jìn)風(fēng)巷，進(jìn)風(fēng)量滿足工作面需風(fēng)量，另一條作為輔助進(jìn)風(fēng)巷，按巷道最低風(fēng)速進(jìn)行配風(fēng)。其優(yōu)點(diǎn)為：

（1）由于采空區(qū)的瓦斯通過巷旁支護(hù)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(diǎn)，故多適用于瓦斯（氮?dú)狻⒁谎趸迹┯砍隽刻卮蟮拿簩娱_采。當(dāng)采煤工作面產(chǎn)量大和瓦斯涌出量大時(shí)，采用這種方式可以稀釋回風(fēng)流中的瓦斯。對(duì)于綜采工作面，上下平巷均進(jìn)新鮮風(fēng)流，不僅有利于上下平巷中的機(jī)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(shí)，首次采動(dòng)的煤層，其工作面瓦斯主要是來(lái)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(yùn)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(diǎn)，從輔助運(yùn)輸巷1流入的新鮮空氣，一部分沿工作面流動(dòng)，稀釋來(lái)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(jìn)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(shí)際需要進(jìn)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(dá)到16.8%，一氧化碳濃度偏高達(dá)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(yùn)輸巷 4.采空區(qū)

圖3 中新鮮風(fēng)流一部分流經(jīng)輔助運(yùn)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(yùn)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(gè)聯(lián)巷處設(shè)調(diào)節(jié)風(fēng)窗，工作面推進(jìn)超過下一個(gè)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(jìn)風(fēng)巷 2.皮帶巷 3.輔助運(yùn)輸巷 4.采空區(qū)

從圖4中可知，第一路新鮮風(fēng)流從進(jìn)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(lái)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(lái)稀釋皮帶巷的粉塵濃度和降低皮帶巷的機(jī)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(yùn)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(jìn)速度較快，日推進(jìn)達(dá)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(xiǎn)性。改變后的“Y”型通風(fēng)系統(tǒng)與原來(lái)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(qiáng)“一通三防”管理力度，采取多種手段，進(jìn)一步完善煤礦企業(yè)“一通三防”工作機(jī)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）