工业技术 高瓦斯突出矿井沿空留巷“Ｙ＂型通风研究 李锐 卢小波 李斌 （山西焦煤集团华晋焦煤公司沙曲煤矿 山西柳林０３３３００） ① 摘要：针对双突高瓦斯，复杂应力、三软煤层群地质条件，沙曲矿在４．５ｍ厚煤层条件下，首次试验研究应用了无蝶柱沿空留巷“Ｙ”型 通风技术。此嘎技术的试验应用成果，为我国类似条件高瓦斯突出矿井无煤柱沿空留巷煤与瓦斯共采提供了实践指导与技术支持，对改 善矿井安全生产条件具有重要的意义。 关键词：突出矿井 沿空留巷 …Ｙ’型通风 中图分类号：ＴＤ３５３ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－３７９１（２０１３）０ｌ（ａ）－００９４－０１ 传统“Ｕ”型【ｌＩ及“两进一回”通风方式， 由于采空区漏风携带采空区高浓度瓦斯汇 集至工作面上隅角并由风流排出，无论采 用何种方式都不能从根本上解决上隅角瓦 斯超限和瓦斯积聚问题，影响采煤工作面 安全、高效生产。根据国内先进高瓦斯工作 面瓦斯治理经验，２４２０７综采面试验采用 “Ｙ 型通风，并沿采空区边缘沿空留巷实施 无煤柱连续开采，解决工作面瓦斯问题。 １工作面概况 ２４２０７工作面沙曲矿北二采区第七工作 面，绝对瓦斯涌出量５１．２２～６１．４６ ｍ ／ｍｉｎ， 本煤层瓦斯涌出占６４％，邻近层瓦斯涌出占 ３６％。随着矿区开采深度增加，瓦斯问题将 充填墙宽４．０ ｍ。 日趋严重。因此，必须采取有效的综合治理 ２．３充填墙体的加固 措施【２】０ 为提高充填墙体结构稳定性、完整性 及结构刚度，充填墙体内应合理布筋，若严 ２沿空留巷设计 格按照混凝土配筋原理进行设计配筋，钢 ２４２０７工作面为走向长壁综采全高全垮 筋使用量大，施工复杂，投入巨大。综合考 落工作面，工作面为３＃、４＃煤层合并开 虑沿空留巷充填墙体所承受载荷及破坏形 采，开采均厚４．３ １１＿１，留巷墙高大干３．５ １ＴＩ， 式，每次充填墙体长度为２．４ ｍ，宽度４ ｍ， 且直接顶为泥岩，厚度５．６ ｍ，硬脆易冒落， 高度４ｍ，具体配筋设计如下：以柱状体框式 不利于留巷维护与管理，留巷难度较大。为 配筋在充填墙体内布筋，钢筋骨架与金属 此，沿空留巷采用小跨度留巷，为了保证通 网组合，网间及网与钢筋骨架间固定，采用 风断面，跨度设计为３ ｍ，墙体宽度４ ｍ。 金属丝扎接牢固。 ２４２０７工作面胶带巷进行沿空留巷，沿空留 ２．４留巷充填方式和留巷位置 巷通过间距５０ ｍ横贯与尾巷构成工作面 ２４２０７工作面采用机械支模进行充填留 “二进一回 Ｙ型通风系统。 巷，工作面回采４个循环进行１次充填的作 ２．１沿空留巷充填系统 业循环，每次充填长度为２．４ ｒｉｌ。为了提高 沿空留巷随采煤工作面推进而延伸， 留巷的稳定性，留巷设计采用小跨度留巷， 根据采煤工作面和留巷的连续性，要求充 留巷巷道宽度为３ ｍ，墙体宽度４ ｍ，其中 填材料（基本组分为水泥、粉煤灰、砂石骨 ３ ｍ位于采空区内。 ①作者简介：李锐（１９７６一），男，高级工程师，常年从事煤与瓦斯防治工作。 料、复合外加剂和水）的输送必须不间断。 矿井通过创新充填支架、材料及泵送等充 填工艺技术，快速机械化构筑高强支撑体 将回采巷道保留下来，实现了沿空留巷与 综采工作面推进同步进行。 ２．２充填墙体宽度确定 沙曲煤矿２４２０７工作面４．０ ｍ采高沿空 留巷墙体宽度经验法认为不应小于２．８ ｍ， 宽度值应在２．８～４．０ ｍ之间；通过数值模拟 研究表明，墙宽最优值应在３．０～４．０ ｍ之 间。工程类比窄煤柱及无煤柱开采经验，一 般充填留巷墙体宽度与采高比在ｌ～１．５， ２４２０７工作面为３＃、４＃煤层合并开采，留巷 墙体较高大干３．５ ｍ，本次工作面留巷设计 ３结语 （１）通过沙曲矿沿空留巷“Ｙ”型通风煤 与瓦斯共采关键技术的成功应用，解决了 双突高瓦斯复杂应力三软煤层群进入深部 开采面临的合理通风、瓦斯治理、巷道支护 等重大安全生产技术难题。 （２）通过首采关键卸压层，沿首采面采 空区边缘快速机械化构筑高强支撑墙体将 回采巷道保留下来；在留巷内布置钻孔抽 采采空区及邻近层卸压瓦斯；采用无煤柱 连续开采，实现被保护层全面卸压；综采工 作面采煤与卸压瓦斯抽采同步推进，实现 了煤与瓦斯安全高效共采。 （３）抽采的高、低浓度瓦斯分别输送到 地面加以利用，实现了节能减排，创造的经 济、社会、环境效益显著，实现了矿井的安 全高效、可持续发展，为我国类似条件高瓦 斯突出矿井无煤柱沿空留巷煤与瓦斯共采 提供了实践指导与技术支持。 参考文献 【１】柏发松，郑群，周汝洪．高瓦斯煤层群开 采沿空留巷Ｕ型通风煤与瓦斯共采试 验研究【Ｊ】．矿业安全与环保，２０１０（４）： ４０－４５． 【２］袁亮．低透气性煤层群无煤柱煤与瓦斯 共采理论与实践［Ｊ】．中国科学院材料， ２０１ｌ（１１）． 【３】杨阳．三软煤层巷道底板钻孔卸压的数 值模拟优化［Ｊ］．中州煤炭，２００９（１１）：１２－ １４． ９４ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
