高瓦斯礦采煤工作面通風方式優化設計

池津維

（北京源平企業管理有限公司，北京 100013）

1 通風系統作業原理分析

1.1 “U+L”型通風系統

在高瓦斯采煤工作面中使用“U+L”型通風系統，工人需要在工作面設置瓦斯尾巷、回風巷以及運輸巷三條巷道。運輸巷、回風巷和煤層在空間上是處于相鄰位置的，并且瓦斯尾巷設置在回風巷的外側位置，最后利用提前預留的聯絡巷和回風巷、采空區相連通。在開展回采作業的時候，上隅角的瓦斯經過漏風區進入采空區，之后在經過聯絡巷進入排放巷中順利排出礦井，巷道布置如圖1所示。

圖1 巷道布置

1.2 “U”型通風系統

在高瓦斯采煤工作面中使用“U”型通風系統，需要在回采面中建造回風巷和運輸巷兩條巷道。在實施煤礦回采作業的時候，運輸巷中的氣流會順帶著將上隅角區域的瓦斯轉移到回風巷里面，最終順利排出礦井。

2 兩種通風方式的數值模擬分析

3215工作面出資按二采區三條集中巷的北側位置，和集中膠帶巷呈現出垂直的關系，并向北布置，停采線設置在集中回風巷的北側100m的位置，停采線以里走向長度為1874m，開切眼長度為180m。煤層的地質儲量大概為250萬t，煤層平均厚度為5.8m。通過掌握和分析3215工作面的實際地質和賦存情況，利用數值模擬的方法對兩種不同的通風系統實際作用進行數值模擬實驗與研究。

2.1 回采面采用“U+L”型通風方式

針對兩種通風方式進行的對比實驗，其得到的數值模擬結果基本相同，其中存在的差異就是在利用“U”型通風方式展開回采通風操作的時候，受到“U+L”型通風系統設置的瓦斯巷道的影響，采空區瓦斯的運移深度相比較“U+L”型通風方式來說是明顯要大的。瓦斯運移靠近采空區的距離和回采面到采空區內聯絡巷距離相等，并且存在著上隅角向采空區漏風的突出問題，在開展上隅角瓦斯的治理的過程中實施此通風方案是比較方便的。

2.2 “U”型通風方式

使用“U”型通風方式，受到回采面空氣氣流的擾動，回采面上隅角積累的部分瓦斯氣體會隨著氣流而轉移到回風巷道內部，之后順利從礦井排出，然而采空區存在著漏風的情況，再加上回風巷負壓現象的存在，會造成采空區瓦斯流經裂隙并不斷的進入回采面的現象，積累在上隅角位置，長時間后可能出現上隅角瓦斯超限問題。

3 兩種通風方式優缺點分析

3.1 “U+L”型通風方式優缺點

優點：在回采面存在著氣流泄漏到采空區的現象，并在這個過程中導致瓦斯通過聯絡巷直接進入瓦斯尾巷，最終送到采區回風大巷。利用“U+L”型通風方式可以有效的避免這個現象，同時對上隅角和回風巷中的瓦斯起到一個控制作用，使其濃度處在一個較為安全的程度。此外，還能進一步增強瓦斯的治理效果，回采面的氣流可以保持較長時間的穩定狀態，提高回采工作的安全性。

缺點：利用“U+L”型通風方式需要布置瓦斯尾巷和多條聯絡巷，起到一個連接瓦斯尾巷和采空區的作用。因此在一定程度上增加的前期施工的成本和工作強度，此外也增加了回采面的漏風量，不利于通風工作和局部瓦斯濃度的控制，并且有可能出現瓦斯超出規定限制的問題。此通風方式會對回采面巷道維護才產生一定的影響，使得采空區遺煤量發生增大現象，進而不利于煤礦回采率的提升。

3.2 “U”型通風方式優缺點

優點：從組成結構方面來看，“U”型通風系統是比較簡單的，在回采工作中的漏風現象不是很明顯，進而有效提高了通風管理工作的質量和效率。并且由于回采面巷道施工的整體強度和所設計區域較小，在開采初期對資源和成本的要求不很非常高。并且采空區不會出現煤柱遺留的問題，其整體的回采率也是比較高的。

缺點：采空區的瓦斯會因漏風現象而呈現出現逐漸向上隅角轉移并聚集的局面，提高了瓦斯超限的概率，回風巷道的瓦斯可能存在濃度超標現象。

4 兩種通風方式的上隅角瓦斯積聚情況分析

對王坡礦井下不同時期的瓦斯監測數據做收集和分析處理，可以制定出不同條件下3215工作面上隅角瓦斯體積統計表，對其中的數據信息展開研究可以發現，在進風量相差無幾的情況下，回采面上隅角瓦斯體積分數表明“U+L”型通風方式要明顯低于“U”型通風方式，采用“U+L”型通風方式，其瓦斯體積分數和安全臨界數值相差很多。因此在王坡礦3215工作面利用“U+L”型通風方式是比較合理的。

5 結語

綜上所述，通過分析兩種不同通風方式的優缺點內容，決定采用在王坡礦3215工作面利用“U+L”型通風方式，并且在開采過程中實施本煤層瓦斯抽采為主、采空區抽采為次的方法，同時結合使用邊采邊抽、邊掘邊抽的方式展開煤礦開采作業，控制上隅角瓦斯濃低于0.4%的標準，控制回風巷瓦斯濃度低于0.46%的標準，增強了工作面瓦斯的治療效果，保證了煤礦開采作業的安全性和順利性。