朱锦文

（晋能控股煤业集团七一煤矿， 山西 高平 048406）

1 9109 综采工作面概述

晋能控股煤业集团七一煤矿9109 综采工作面位于井田西北部，工作面北部为三中岭废弃立井，距井田边界留设了20 m 保安煤柱；南部无建筑物，距9 号北回风大巷留设了30 m 的保安煤柱；西部为祁寨村庄，留设了60 m 的保安煤柱；东部无建筑物[1-3]。地表为耕地，沟谷发育。9109 工作面位于井田西北部，北部、西部为井田边界，东部为9110 工作面采空区，南部与9 号北回风、北轨道、北胶带大巷相接。

9109 工作面开采煤层为9 号煤层，可采指数为100%，变异指数为11.92%，通过地质资料分析，该煤层赋存稳定，9 号煤层位于太原组中部K4 灰岩之上，根据9109 工作面掘进时期对煤层厚度的观测情况，得知该煤层厚度为1.4～1.7 m，平均厚度为1.51 m，煤层结构简单，不含夹矸，变异系数为11.92%，可采系数为1。

根据《七一煤业矿井瓦斯涌出量预测报告》可知，矿井绝对瓦斯涌出量为1.17 m3/min，相对瓦斯涌出量为0.64 m3/t，根据工作面配风和瓦斯浓度检测结果，预测工作面绝对瓦斯涌出量为0.36 m3/min，相对涌出量为0.2 m3/t[4]。

2 工作面原通风系统概况及存在问题分析

2.1 原通风系统概况

9109 工作面主要采用一进一回的U 型通风系统，9109 运输顺槽为进风巷，9109 回风顺槽为回风巷，工作面设计需风量Qf2为477 m3/min。

风流走向：新鲜风流从地面→主、副斜井→9 号甩车场→9 号南轨道大巷（9 号南胶带大巷）→9 号北轨道大巷（9 号北胶带大巷）→9109 运输顺槽→9109工作面；污风风流从9109 工作面→9109 回风顺槽→9 号北回风大巷→回风立井→地面。

通风设施：9109 工作面已形成完整的独立通风系统，主要通风设施有9109 运输顺槽回风斜巷风门、9109 运输顺槽与9 号北回风大巷的风桥，建筑完善、合理。

2.2 原通风系统主要存在问题

2.2.1 漏风量大

9109 工作面采用U 型通风系统时，由于工作面与采空区之间未设置挡风装置，而且在工作面上隅角和下隅角之间形成压力差，在采空区内形成对流空间，导致工作面在回采过程中采空区内漏风量大。通过现场观察发现，由于采空区内漏风量大，导致工作面回采时风量不足400 m3/min，风速不足2.0 m/s，致使工作面粉尘浓度大，能见度低。

2.2.2 上隅角瓦斯浓度高

采用传统U 型通风系统时，由于上隅角存在窝风现象，以及采空区内的有害气体在风压作用下涌入上隅角，工作面自然风流无法对上隅角瓦斯进行排除，导致上隅角瓦斯浓度高。通过现场实测发现，工作面在前期回采中上隅角平均瓦斯浓度（体积分数）在0.9%左右，出现4 次上隅角瓦斯浓度超限情况，且导致工作面出现断电现象，严重威胁着工作面的安全高效回采。

2.2.3 回风流中设备安装困难

由于工作面在回采过程中部分机电设备需安装在回风顺槽中，如排水泵、钻机等，而采用U 型通风系统时，回风流中瓦斯浓度（体积分数）高达1.6%，而且回风流中粉尘浓度高，不利于设备安装安全，当回风流中瓦斯超限时，易出现瓦斯爆炸事故。

3 工作面通风系统优化

为了解决传统U 型通风系统主要存在的上隅角瓦斯超限，瓦斯治理效果差等技术难题，避免上隅角出现瓦斯积聚现象，决定对原通风系统进行优化，提出了“U+L”型通风系统。

3.1 通风方式

9109 工作面采用“U+L”型通风系统时，工作面采用的是两进一回的通风方式，及9109 回风顺槽、运输顺槽兼做进风巷，在上隅角处进行沿空留巷作为回风巷。

由于9109 回风顺槽邻近9108 运输顺槽，且运输顺槽已掘进到位，9108 运输顺槽与9109 回风顺槽间隔煤柱宽度为30 m，首先应在两条巷道之间施工通风横贯[5]。

通风横贯规格为宽×高=4.0 m×3.5 m，横贯与两条顺槽垂直布置，横贯内顶板及两帮支护与原巷道围岩支护相同，每隔50 m 布置1 条通风横贯。通风横贯布置完成后，对每个横贯内安装2 道密闭墙。

工作面回采时，将9109 运输顺槽作为主进风巷，9109 回风顺槽作为辅助进风巷，9108 运输顺槽作为主回风顺槽；当工作面回采至第一个通风横贯后打开横贯内密闭。

工作面回采时，回风流沿横贯进入回风巷内，随着工作面不断推进，第一个通风横贯逐渐进入采空区内，此时对通风横贯与工作面之间进行沿空留巷，如图1 所示；当工作面回采至第二个通风横贯时，打开横贯内密闭，并对第一条沿空巷进行封堵。

图1 9109 工作面优化后通风系统布置示意图

3.2 沿空巷支护技术

为了保证沿空巷稳定性，决定对沿空巷采取安装挡矸装置，并对顶板施工锚索梁棚联合支护。

当通风横贯进入采空区后及时进行沿空留巷，留巷宽度为4.0 m，高度为3.5 m，沿空巷位于采空区侧，对其安装挡矸装置，挡矸装置主要由U29 钢梁以及顶梁两部分组成。

挡矸装置高度为3.5 m，挡矸装置采用锚杆固定在顶板上，装置布置间距为1.0 m，挡矸装置安装后，在相邻两根装置之间铺设钢筋网以及风筒布。

为了进一步提高沿空留巷顶板稳定性，在沿空巷顶板施工密集锚索吊棚，锚索吊棚布置间距为1.0 m，每架锚索吊棚采用2 根长度为4.5 m、直径为17.8 mm的锚索起吊。

4 结语

通过对9109 工作面通风系统进行优化后，工作面在后期回采过程中的漏风量明显减少，解决了采用传统U 型通风时上隅角瓦斯积聚的技术难题，工作面在后期回采中也未出现因瓦斯积聚导致工作面断电停产的现象，保证了工作面安全高效回采，取得了显著应用成效。