李健

【摘 要】灵泉煤矿从2007年开始，首次在三采区40031采面尝试“Y”型上行通风技术，并取得了较好效果，解决了“U”型通风工作面上隅角瓦斯积聚超限的难题。

【关键词】“Y”型；上行；瓦斯

1.矿井概况

灵泉煤矿矿井开拓方式为斜、立井多水平开拓，共分两个水平开采。共回采七层煤，煤层平均厚度0.9米，倾角5-20度，通风方式为分区式通风。有入风井4处，回风井2处，总回风量23000m3/min。绝对瓦斯涌出量为92.6m3/min，相对瓦斯涌出量为24.16m3/t。2011年被鉴定为突出矿井。采煤工作面原通风方式全部为“U”型上行通风，重点瓦斯采煤工作面瓦斯治理主要采取风排加抽放的方法解决。抽放方法主要采取仰角抽放、高位水平钻孔抽放和高位巷抽放。

2.问题的提出

以灵泉煤矿二采区40031队为例，该面回采二水平90层左六区段，工作面走向长1100m，倾斜长190m。煤层采高1.2米，煤层倾角8度，使用MG-310型机组落煤，单体液压支柱支护顶板，煤层顶底板均为中砂岩，下巷采用煤矸碴混凝土浇筑加锚索支护方式留巷。预测瓦斯绝对涌出量为21.4m3/min。瓦斯来源主要是来自距90层底板3米的下邻近层（9l层）。工作面初采时，采场采用后退式“U”型上行通风系统。见下图。

U型上行通风系统图

初采时工作面配风920m3/min，有仰角抽放钻场一个，风排绝对瓦斯涌出量为7.6m3/min，抽排绝对瓦斯涌出量为14.7m3/min。不生产时工作面瓦斯浓度0.8%，上隅角瓦斯浓度1.8%，回风瓦斯浓度0.9%，生产时机组每次只能割20节槽，必须停30分钟释放瓦斯，否则工作面和回风瓦斯超限，每小班只能割1刀煤左右。回采工作面初次来压时，采空区瓦斯涌出量（主要是下邻近层91层受采动影响涌出的瓦斯）明显增加，回风瓦斯浓度也相应增加达到1.3%，造成上隅角瓦斯达到3%，严重地制约了生产，给安全生产带来隐患。

3.解决办法

鉴于以上特殊情况，我们利用采区左部边界通南风井的回风巷及时调整采面通风系统，由原来的后退式“U”型上行通风改为后退式“Y”型上行通风系统。原理是：由原来的下巷入风，上巷回风改为上、下巷均入风。随工作面推进，上巷码双编织袋中间用煤矸渣混凝土浇筑，下巷浇筑煤矸渣混凝土石墙，水泥和煤矸渣配比为1：3，使用425标号硅酸盐水泥。上巷编织袋外侧打间距为1.0m的木点柱，下巷石墙模板采用厚度为20mm长度为2.0m的木板。煤矸渣采用震动棒捣固，在水泥墙下侧岩石台上打上护墙单体液压支柱，支柱间距为1.0m，待老顶落靠后再回收，以免水泥石墙被压垮。回风经混凝土沿空留巷回到南风井回风石门。编织袋石墙每隔15米留一小口与上巷抽放管路连接抽放采空区瓦斯，把回风瓦斯浓度控制在安全值以下。具体见下图：

Y型上行通风系统示意图

系统改变后工作面上巷入风210m3/min，下巷入风1000m3/min，不生产时工作面CH4 0.3%，上角0.4%，回风CH4 0.4%，生产时工作面CH4 0.6%，上角CH4 0.55%，回风CH4 0.6%，机组附近CH4 0.9%，溜子道CH40.8%，现在小班能割2-3刀，消除了瓦斯给安全生产带来的危胁。

4.“U”型上行与“Y”型上行通风的比较：

4.1后退式“U”型上行通风

优点：

结构简单，巷道施工维修量小，工作面漏风小，风流稳定，易于管理。

缺点：

（1）采场风量由下顺槽到工作面，经上顺槽流入采区专用回风上山进入水平回风石门，由南风井排到地面。通风路线长达9000米，通风阻力大，配风困难。

（2）当回采工作面推进到一定距离后，初次来压和周期来压时，采空区瓦斯涌出量会明显增加，瓦斯会混入风流中，并沿风流方向由下部逐渐向上部积聚，造成上隅角瓦斯易积聚而易引起瓦斯超限。

4.2后退式“Y”型上行通风

优点：

（1）采场入风由下顺槽到工作面，经边界回风巷流入南风井，通风路线长仅4300米，阻力相对小。

（2）采空区瓦斯大部分进入上巷沿空留巷石墙的瓦斯抽放管，解决了隅角和回风超限之患。

（3）由于工作面上、下端均处于进风流中，故改善了作业环境。

（4）机电设备都在新鲜风流中，安全性能好。

缺点：

（1）“Y”型通风需在采区边界多送一条回风道，增加了掘进率。

（2）上、下巷均需沿空留巷，增加了工作强度。

5.结束语

（1）沿空留巷“Y”型通风方式，通过工作面上、下进风巷风量和留巷段埋管抽采，可将留巷排放瓦斯浓度控制在安全值以下。

（2）通过沿采空区边缘留设的巷道作为下一区段的一条回风巷道，实现了无煤柱连续开采，少送了一条巷道。

（3）根据瓦斯绝对涌出量的大小，可在留设的巷道内布置钻场，施工顶底板高低位钻孔，抽采顶底板卸压瓦斯和采空区瓦斯。随沿空留巷墙体推进，边采煤边抽采瓦斯，可实现煤与瓦斯高效共采。