Y型通風瓦斯治理模式應用效果分析

郝永光

摘 要：本文對通風方式改革情況分析后，對Y型通風系統、瓦斯氣體分布規律加以研究，分析沿空留巷Y型通風瓦斯治理模式相關情況，再對沿空留巷Y型通風瓦斯治理效果和工程案例實行探討，為合理運用Y型通風瓦斯治理模式，達到最理想的瓦斯治理效果，提高煤礦生產效率、安全性。

關鍵詞：Y型通風;瓦斯治理模式;應用效果

0 引言

當前，我國礦產資源開采加深，較多礦區前部資源逐漸減少，需要深部開采，此時礦井瓦斯涌出量升高。采用以往瓦斯治理方法，無法提高生產的安全性、作業效率，因此需明確Y型通風系統、瓦斯氣體分布，以及Y型通風原理等后，聯系實際情況進行瓦斯治理，比如：抽放治理、開采治理、加寬治理等方法，切實提高煤礦生產的效率和安全。

1 通風方式改革情況分析

以高河煤礦為例，其屬于中外合資建設大型礦井、高瓦斯礦井，瓦斯治理對礦井生產狀況構成一定制約，為提高礦井生產效率，應根據具體狀況，尋求和該礦井適應瓦斯治理模式，可在以往單U型通風之上改善U型裝置、高抽巷布置。和以往單U型通風進行比較，雙U型、U型聯合高抽巷通風方式在通風能力方面效果更加理想，然而瓦斯超限、瓦斯積聚、萬噸巷道掘進率等問題比較凸顯，無法得到很好的處理，所以致使礦井采掘銜接效果無法提高，對礦井生產效率、安全構成直接影響。為有效處理上述問題，轉變回采工作面巷道布置的同時，可使用空留巷Y型通風瓦斯治理模式處理，以便充分發揮出該瓦斯治理模式應用價值。

2 Y型通風系統、瓦斯氣體分布規律研究

Y型通風系統多在瓦斯濃度達煤礦作業中應用，借助兩進一回通風方式可促使采煤作業工作臺上下巷道同時通風，處于采空區進風巷作為回風巷，在該部位四周支護，以便達到填充、固定目的，切實處理好煤礦內局部瓦斯濃度過高問題。同時煤礦運輸作業、管道敷設、設備應用等均處于回風巷外，所以會對生產作業的安全構成積極影響，要求工作人員對2個進風巷進風量合理分配、規劃，主要目的：嚴格控制煤礦內瓦斯的濃度。

為盡快完成Y型煤礦內通風作業工作，要求相關工作人員準確掌握瓦斯氣體礦井內分布狀況、規律，然后加強Y型煤礦通風管理力度，確保開采作業效率和安全問題。瓦斯氣體分布規律：礦井內裂隙數量小且巖石層波動緩位置，發生瓦斯氣體聚集、瓦斯爆炸事故的概率均非常高。礦井內瓦斯氣體濃度、開采工作平臺深度有緊密關聯，所以開采深度更大、工作平臺的通風效果則會受到直接影響，通風管理的挑戰性加大。礦井深度差異較大，而且礦井開采區內巖石層，會對瓦斯氣體濃度構成直接影響，背部折斷復式壓性斷層、通過火山巖演變巖石層，均無法很好的擴散瓦斯氣體，故而引發礦井內局部瓦斯氣體濃度增加的現象。

3 沿空留巷Y型通風瓦斯治理模式相關芻議

3.1 沿空留巷Y型通風主要原理

工作面端尾支護效應消除前，液壓支架養護的同時應將混凝土輸送到柔性模板中，然后在采空區域、巷道間砌筑密封混凝土連續墻，和巷道內原支護聯系起來，以有效承受回采動壓、其他巷道的壓力，主要目的：確保巷道的穩定性、對瓦斯有害氣體隔絕處理，并有效避免發生采空區自燃的現象。需要注意的是，沿空留巷為乏風回風通道，可促使回采工作面形成兩進一回Y型通風，可將沿空留巷作為下移工作面回采巷道，便于為回采作業提供良好的支持。

3.2 Y型通風瓦斯治理開采模式

要求工作人員應用Y型通風方式，對煤礦開采工作通風，以便盡可能控制采空區的瓦斯量、漏風量，實現回采作業。同時，相關工作人員開采煤炭運輸過程應使用石門裝車運輸，礦井內采礦作業的不斷深入，國內部運輸通道會受到推進速度影響，因而需作以報廢處理、密封處理，進而切實保障采礦生產的效率、安全性。

3.3 Y型通風瓦斯治理抽放模式

科學優化抽放方式，利于使煤礦開采工作環境瓦斯濃度控制，要求煤礦開采企業生產時合理應用抽放模式處理。首先，應用抽放模式前應適當增加抽放孔數量，目的為保證生產作業瓦斯氣體排放量。在實際設置抽放孔期間，需要工作人員在采區內布置抽放孔，提高瓦斯氣體抽放的整體作業效率。其次，應將排風扇一端經回風孔置入采空區，另一端和SQF-5型風機保持連接狀態，使采空區瓦斯氣體經排風扇抽放到回風巷，提高生產作業的效率。

3.4 Y型通風瓦斯治理加寬模式

采空區工作人員經增加煤柱寬度，利于提高工作平臺通風的效果，通過借助鉆孔方式消除回風巷瓦斯氣體，創設良好的采礦工作環境，嚴格控制瓦斯氣體濃度過高所致爆炸事故。和其他通風效果方式進行對比處理，加寬方法的運用能有效控制成本，并對于煤礦開采層防突的效果不會構成較大的影響。

4 沿空留巷Y型通風瓦斯治理效果和工程案例探討

4.1 Y型通風瓦斯治理的效果

回采工作面使用柔性模板支護方式處理沿空留巷，沒有設置區段煤柱，如此可以降低回采巷道掘進的工作量，有效保證煤炭資源回采工作效率，而且在延長礦井服務時間、減少巷道掘進費用方面優勢均比較突出。之前，礦井方面多通過雙U型、U型聯合高抽巷通風瓦斯方式進行治理，有一定效果但無法有效處理瓦斯超限問題、瓦斯積聚問題。應用柔性模板支護沿空留巷Y型通風，對瓦斯治理能很好的處理上述問題，主要體現在踩空風流方向得到改變方面。Y型通風、U型通風的比較，后者治理模式巷道布置簡單，可為巷道維護提供便捷，不足：瓦斯流場較為特殊，容易發生瓦斯積聚問題，工作面瓦斯濃度超過規定范圍，嚴重威脅到安全生產狀況;前者可在采空區留設一條巷道，雖然巷道充填量大、維護量大，Y型通風瓦斯治理，采空區瓦斯涌入回風巷可有效處理瓦斯濃度超限問題。同時，工作面風向、運輸巷位于進風流，在改善作業環境、提高煤炭回采率方面的優勢明顯。工作面無煤柱開采能將卸壓范圍加大，避免形成應力增高區域。工作面通風量不斷增長，風排瓦斯能力提高，利于嚴格控制工作面的溫度、降低礦井總阻力。柔性模板支護沿空留巷能達到密封的要求，因采空區存在大量瓦斯氣體、瓦斯濃度非常高，建議使用傾向鉆孔和埋管抽放處理，以便實現抽采瓦斯的最終目的。

4.2 工程案例分析

以某礦E1302工作面為主，分析沿空留巷Y型通風瓦斯治理模式，該工作面開采的為3號煤層煤層厚度、工作面開切眼長度及推進長度分別為：6.41m、228m、1802m。沿空留巷工藝的流程：移架、架后支護、清理;調整支架模板;充填;螺旋輸送機;將材料運輸到儲料場;清洗泵站環境;清洗充填泵和管路;等待墻體來壓;留巷支護;巷道超前支護。工作面回采的階段風流通過E1302膠帶巷、進風巷進風，乏風通過沿空留巷排到盤區回風巷。

經研究發現，該礦年產量約為每年720萬t，礦井沿空留巷前區段煤柱在22m左右，使用柔性模板支護后E1302工作面回收煤柱效益在1.22億元左右。同時，為下一工作面布置減少掘進1條巷道，可節省成本1160萬元左右，站在礦井企業的角度，工作面使用沿空留巷煤炭資源采出率提高約為23%，每年礦井采出171萬t左右，萬噸巷道掘進率可降低70%，每年掘進巷道可減少17840m左右，能夠節省資金約為2.13億元，有效維護建設企業的經濟效益。此外，礦井使用該種模式治理工作面，瓦斯超限問題能得到很好處理，從根本上提高工作面推進度、生產效率。

綜上所述，沿空留巷Y型通風模式的應用，可處理工作面瓦斯超限問題、提高煤炭采出率，并降低巷道掘進工程量，有效緩解礦井采掘的不足等。因而，需結合礦井開采狀況選用適合方法，對礦井內通風情況加以處理，確保礦井生產的效率，避免發生礦井內瓦斯爆炸事件，同時維護煤礦企業的經濟效益。

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