榆家梁煤矿综采工作面“Y”型通风方式的应用

2011-10-11张海峰叶庆树

中国煤炭工业 2011年2期

文/张海峰叶庆树

文/张海峰叶庆树

神华神东榆家梁煤矿地处陕西省神木县店塔镇，煤层埋藏浅，瓦斯含量低，处于N2带。矿井通风系统采用抽出式通风，通风方法为机械式通风，通风方式为中央并列式通风，综采工作面通风方式普遍是“U”型通风。综采面上隅角氧气浓度偏低和一氧化碳浓度偏高的主要原因是因为采空区漏风，风流经过采空区氧化带，将一氧化碳带出，并将采空区内的氮气带出，虽然采空区回填的工作没有间断过，但是效果不是很明显。经过在上隅角挂挡风帘，安设抽排风机，风量调节等方法以后，还是没有得到较好的效果。此后，通过采用“Y”型通风方式，安全技术指标得到明显改善，煤矿安全生产水平显著提高。

一、通风方式

1.“U”型通风

“U”型通风方式指采煤工作面有两条巷道，一条为进风巷，另一条为回风巷，上行通风时，其下顺槽为进风巷，上顺槽为回风巷，下行通风时，则相反。图1为后退式“U”型通风方式的布置，此种通风方式对了解煤层赋存情况，掌握瓦斯、火的发展规律，较为有利。由于巷道均维护在煤体中，因而巷道的漏风率较小。另一方面，存在煤炭自燃危险大、容易形成隅角的瓦斯超限等缺点。

图1 后退式“U”型通风

2.“Y”型通风

“Y”型通风技术是指两进一回的通风方式。在回采工作面采用上下巷进风，其中一条作为主要进风巷，进风量满足工作面需风量，另一条作为辅助进风巷，按巷道最低风速进行配风。其优点为：

（1）由于采空区的瓦斯通过巷旁支护流入回风巷，则有效地解决了采煤工作面上隅角瓦斯超限之患。

（2）由于工作面上、下端均处于尽风流中，故改善了作业环境。

由于存在以上优点，故多适用于瓦斯（氮气、一氧化碳）涌出量特大的煤层开采。当采煤工作面产量大和瓦斯涌出量大时，采用这种方式可以稀释回风流中的瓦斯。对于综采工作面，上下平巷均进新鲜风流，不仅有利于上下平巷中的机电设备，而且可防止工作面上隅角积聚瓦斯及保证足够的风量。这种方式也要求配有沿空留巷。

开采薄煤层群时，首次采动的煤层，其工作面瓦斯主要是来自采空区一侧。采用“U”型通风方式不仅很难消除上隅角瓦斯超限，甚至因风量增加造成工作面风速偏高，恶化生产环境。如果采用“Y”型通风方式则效果较好，如图2所示：

图2 “Y”型通风1.辅助运输巷 2.皮带巷 3.沿空回风巷

从工作面风流系统图中可以看出，在工作面范围内，沿空回风巷的末端是风压最低点，从辅助运输巷1流入的新鲜空气，一部分沿工作面流动，稀释来自工作面落煤和煤壁涌出的沼气；另一部分则流入采空区，与采空区沼气混合后从沿空回风巷呈连续漏风状流出。由于皮带巷2也是工作面的进风巷，其风量大小可根据皮带巷和沿空回风巷的实际需要进行调节，保证皮带巷和沿空回风巷的瓦斯浓度符合《煤矿安全规程》的要求。

二、榆家梁煤矿“Y”型通风的应用

榆家梁煤矿综采工作面的通风方式通常采用的是“U”型通风，近期52104综采工作面上隅角的氧气浓度偏低达到16.8%，一氧化碳浓度偏高达到40ppm，与《煤矿安全规程》中氧气浓度不能低于18%，一氧化碳浓度不能超过24ppm完全不相符。在多种方法试行后，均未取得显著成效的情况下，矿技术人员经过探讨，最终将“U”型通风改变成“Y”型通风。如图3和4所示：

图3 52104“U”型通风1.回风巷 2.皮带巷 3.辅助运输巷 4.采空区

图3 中新鲜风流一部分流经辅助运输巷3供巷道用风，另一部分流经皮带巷2到52104综采工作面然后回到回风巷再到总回大巷。

52104工作面的皮带巷2和辅助运输巷3之间的煤柱宽为10～15m，联络行的宽为5m。在工作面后部第一个联巷处设调节风窗，工作面推进超过下一个联巷（距联巷口10m）后，再在工作面后部联巷处设置新的调节风窗，并将旧调节风窗封闭。

图4 52104“Y”型通风1.进风巷 2.皮带巷 3.辅助运输巷 4.采空区

从图4中可知，第一路新鲜风流从进风巷1流经52104工作面，一小部分从工作面后部尾留调节风窗流出，来稀释上隅角有害气体浓度，确保其浓度降低到规定值，另一部分从工作面前一条联巷流出，形成工作面的主要回风；第二路新鲜风流从皮带巷2流入，用来稀释皮带巷的粉尘浓度和降低皮带巷的机电设备温度，之后与工作面的主要回风流汇合，从工作面前一条联巷流出；第三路新鲜风流直接从辅助运输巷3流入，供巷道用风。

为了防止采空区内有煤炭自燃，规定综采工作面严格控制留底煤，并在隅角处撒布岩粉，加之52104综采工作面推进速度较快，日推进达13m，采空区氧化带迅速被抛到窒息带，降低了煤炭自燃的危险性。改变后的“Y”型通风系统与原来的“U”型通风系统相比，安全技术指标得到明显改善。