沿空留巷Y型通風(fēng)方式及防治瓦斯措施技術(shù)研究

趙建華+陳振江

摘要：通過在華晉焦煤有限責(zé)任公司沙曲礦24207工作面沿空留巷Y型通風(fēng)方式的試驗(yàn)，探討了在實(shí)現(xiàn)無煤柱開采，解決上隅角瓦斯超限問題，通過改變工作面?zhèn)鹘y(tǒng)的通風(fēng)方式，減少采空區(qū)向沿空漏風(fēng)，在沿空留巷段進(jìn)行壓管抽放，與膠帶巷的沖洗進(jìn)風(fēng)，對沿空留巷的瓦斯進(jìn)行稀釋，從而減少回風(fēng)流中的瓦斯。Y型通風(fēng)方式在防治瓦斯措施的研究，能有效的為減少瓦斯超限，確保正?；夭商峁┯欣募夹g(shù)保障。

關(guān)鍵詞：沿空留巷； Y型通風(fēng)；埋管抽放；瓦斯治理措施

1 引言

Y型沿空留巷通風(fēng)方式是指隨著采煤工作面回采的推進(jìn)，在采空區(qū)的邊緣構(gòu)筑一道墻體形成采空區(qū)邊緣的留巷巷道，作為一道回風(fēng)通道，利用軌道和膠帶進(jìn)風(fēng)，沿空留巷回風(fēng)構(gòu)成Y型通風(fēng)系統(tǒng)[1]。沿空留巷Y型通風(fēng)技術(shù)較傳統(tǒng)U+L型通風(fēng)方式，能從根本上解決工作面上隅角瓦斯超限的問題。避免了投入大量時(shí)間去準(zhǔn)備新的采煤工作面。而沿空留巷工藝的采用，適應(yīng)回采工作面快速推進(jìn)的要求，大量減少了巷道掘進(jìn)量，使沿空巷道繼續(xù)服務(wù)下一個(gè)工作面[2-4]。

2 沿空留巷Y型通風(fēng)技術(shù)研究

2.1 工程概況

華晉焦煤有限責(zé)任公司沙曲礦位于山西呂梁地區(qū)柳林縣境內(nèi)，全礦井絕對瓦斯涌出量422.28m3/min，相對瓦斯涌出量81.84m3/t，屬高瓦斯礦井，經(jīng)煤炭科學(xué)研究總院撫順研究院鑒定為煤與瓦斯突出礦井。

沙曲礦24207工作面作為3+4#煤合并層煤層厚度在3.6-4.2米之間，平均厚度為4米。24207工作面整體呈單斜構(gòu)造，煤層走向330°。傾向SW，平均傾角5°。工作面地質(zhì)條件相對簡單，局部地段發(fā)育有小型斷裂構(gòu)造或陷落柱。切眼初期回采長度為220m，回采推進(jìn)885m后切眼對接延長為260m，走向可采長度1548m，軌道順槽長2020米，軌道順槽配風(fēng)巷長1000米；膠帶順槽長1944米，回風(fēng)順槽長1899米，可采長度1922米，可采面積為0.34km23。

2.2 沿空留巷Y型通風(fēng)系統(tǒng)

2.2.1 24207工作面Y型通風(fēng)示意圖

24207工作面采用沿空留巷、Y型通風(fēng)方式。工作面回采時(shí)，配巷、軌道巷和24207膠帶巷為進(jìn)風(fēng)巷，24207綜采工作面回風(fēng)巷作為總回風(fēng)巷，24207膠帶巷在24207工作面回采后通過沿空留巷的方式保留下來。

沿空留巷Y型通風(fēng)瓦斯綜合治理措施的工作目標(biāo)：Y型通風(fēng)回風(fēng)瓦斯?jié)舛瓤刂圃?.8%以下，消除隅角瓦斯積聚等安全隱患，通過抽采本煤層層及被保護(hù)層瓦斯實(shí)現(xiàn)安全開采。

2.2.2 24207工作面風(fēng)流情況

24207工作面設(shè)計(jì)采用兩進(jìn)一回、Y型通風(fēng)方式，具體風(fēng)流流向?yàn)椋?/p>

（3）24207工作面生產(chǎn)時(shí)需要的風(fēng)量計(jì)算

24207工作面在回采期間的瓦斯主要來源于本煤層瓦斯以及上鄰近2#煤層和下鄰近5#煤層的卸壓瓦斯，預(yù)計(jì)絕對瓦斯涌出量可達(dá)61.46m3/min。

受采動(dòng)應(yīng)力的影響，留巷變形嚴(yán)重，因此，在回采前后必須強(qiáng)化留巷的維護(hù)。按設(shè)計(jì)要求，沿空留巷的最小過風(fēng)斷面不小于10.0m2，則按10.0m2計(jì)算工作面留巷的最小通風(fēng)能力應(yīng)為：

則24207工作面的風(fēng)排瓦斯量為：

工作面的配風(fēng)量2400 m3/min，控制工作面軌道進(jìn)風(fēng)巷和膠帶輔助進(jìn)風(fēng)巷風(fēng)量比例，軌道進(jìn)風(fēng)巷風(fēng)量1600m3/min，膠帶進(jìn)風(fēng)巷風(fēng)量800m3/min。

3 沿空留巷Y型瓦斯治理研究

3.1 24207瓦斯治理措施

3.1軌道巷小切眼上鄰近層鉆孔抽采措施

根據(jù)DDR-1200鉆機(jī)特點(diǎn)采用低、中、高位鉆孔對容易造成工作面瓦斯超限的上鄰近層（2#煤）瓦斯進(jìn)行提前預(yù)抽，施工距煤層垂直距離25米以上的高位鉆孔，在抽采瓦斯的同時(shí)對瓦斯賦存區(qū)域的判定也具有研究性意義，在小切眼處開鉆場，向工作面煤體中施工鉆孔5個(gè)，鉆孔間距20米，孔深900米，進(jìn)尺4500米，同時(shí)在同一鉆場向停采線方向施工鉆孔5個(gè)，孔深600米。

3.2回風(fēng)巷內(nèi)高抽巷和高位鉆孔鉆場交替布置措施

高抽巷：在回風(fēng)巷掘進(jìn)斜巷，以40°起坡，爬至回采煤體上方8—10倍采高，伸入回采煤體的投影距離為15m左右。

高位鉆孔：每個(gè)高位鉆場均布置鉆孔5個(gè)，在頂板處開孔，5個(gè)鉆孔傾角分別為：37°、36°、33°、30°、27°；5個(gè)鉆孔與尾巷走向方位夾角分別為90°、77°、65°、56°和48°，各鉆孔均向膠帶并偏向切眼方向鉆進(jìn)，孔深90米。

3.3軌道巷集群鉆孔抽采

在軌道巷距工作面切眼60m處的采煤幫開始布置第一個(gè)鉆場，依次往后每100m布置一個(gè)鉆場，共布置鉆場16個(gè)。每個(gè)鉆場布置鉆孔8個(gè)，分上下兩排布置，上排鉆孔為1#、2#、3#、4#，下排鉆孔為5#、6#、7#、8#。

3.4 24207切眼本煤層抽放鉆孔

采用采面和采空區(qū)雙側(cè)布置，全部采用單向平行孔。在采面一側(cè)距離膠帶巷10米處布置1#鉆孔，鉆孔間距為3m，共布置鉆孔67個(gè)，孔深60米。在采空區(qū)一側(cè)距離膠帶巷10m處布置1#鉆孔，鉆孔間距為3m，共布置鉆孔67個(gè)，孔深60米。

3.5沿空留巷段埋管抽采措施

在留巷內(nèi)布置兩趟大直徑Ф320抽放管路，一路連接預(yù)留在尾巷封閉墻（距工作面位置50—100m）的采空區(qū)抽采管路上；一路連接在沿空留巷段充填體內(nèi)，每間隔9m預(yù)留Ф320管變2寸三通，在留巷施工過程中，在每一分支管道上設(shè)置一個(gè)三通和閘閥，通過閘閥和三通連接到沿空留巷墻體內(nèi)，對采空區(qū)進(jìn)行抽放

4效果

4.1從初采到結(jié)束瓦斯變化

24207綜采面在2010年12月13日具備聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)條件開始試采，試采期間工作面配風(fēng)量為4298 m3/min，工作面瓦斯?jié)舛葹?.3%，回風(fēng)瓦斯?jié)舛葹?.46%；從2011年1月27日開始正常回采到2013年3月8日鋪網(wǎng)結(jié)束，平均日產(chǎn)2570t。風(fēng)量由3612 m3/min降至 1216m3/min ，工作面瓦斯?jié)舛?.15%-0.42%，回風(fēng)瓦斯?jié)舛?.45%-0.64%。

4.2回采期間出現(xiàn)的問題

4.2.1由于首次采用大采高的模斗注漿沿空留巷不接頂有涌出瓦斯現(xiàn)象。

4.2.2該巷屬于下山開采，沿空留巷積水多同時(shí)隨著工作面不斷遷移，造成沿空留巷壓力大回風(fēng)斷面減小。

4.2.3沿空留巷與回風(fēng)巷之間橫貫受到壓力的影響造成橫貫間漏風(fēng)嚴(yán)重。

5 總結(jié)

（1）針對沙曲礦北翼3+4#煤24207工作面的具體地質(zhì)狀況，在24207工作面進(jìn)行了沿空留巷Y型通風(fēng)技術(shù)研究，從根本是解決上隅角瓦斯超限問題，同時(shí)提高回采率，實(shí)現(xiàn)連續(xù)開采，

（2）理論研究確定了24207工作面的巷道布置方式、通風(fēng)方式、瓦斯治理模式。

（3）分析研究了在采用Y型通風(fēng)系統(tǒng)的同時(shí)，配合鄰近層抽采、沿空留巷及切眼埋管等的確定。

（4）沙曲礦對煤與瓦斯突出礦井厚煤層采用沿空留巷Y型通風(fēng)技術(shù)的研究，為其它類似條件下沿空留巷Y型通風(fēng)的研究提供了借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]錢虹光.高瓦斯薄煤層沿空留巷Y型通風(fēng)技術(shù)研究，2012（4）：17-19.

[2]呼浩龍，張景利.“Y”型通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)研究與應(yīng)用[J].山東煤炭科技，20116）：5-6.endprint