Y型通风瓦斯治理模式应用效果分析

康显强，任晋娟

(山西高河能源有限公司，山西 长治 047100)

近年来，随着煤炭资源开采强度的加大，大部分矿区的浅部资源趋于枯竭，逐步向深部开采过渡，矿井的瓦斯涌出量日趋增大；根据统计资料表明，70%以上的国有煤矿已属于高瓦斯矿井。对于高瓦斯矿井来说，仅靠传统的瓦斯治理方式已难以适应安全、高效生产的要求，主要表现为：上隅角瓦斯超限和积聚问题、煤炭资源采出率低、高位钻孔和高抽巷的施工导致采掘衔接紧张等一系列问题。因此，面对复杂多变的瓦斯地质条件，煤矿亟待应用与其相适应的瓦斯治理方式来应对[1-5]，本文对高河煤矿沿空留巷Y型通风模式进行了分析。

1 通风方式的变革

高河煤矿是中外合资建设的一座现代化特大型矿井，属于高瓦斯矿井。该矿井从投产至今，瓦斯治理日趋成为影响矿井生产的制约环节；为保障矿井的安全高效生产，结合自身的实际情况，积极探索与本矿相适应的瓦斯治理模式，在传统单U型通风方式的基础上，逐步改进为双U型、U+高抽巷布置，见图1和图2。

图1 双U型通风方式

图2 单U+高抽巷型通风方式

与传统单U型通风方式相比，双U型和U+高抽巷通风方式的通风能力强，但是上隅角瓦斯超限和瓦斯积聚问题、万吨巷道掘进率高等问题仍然无法从根本上得到解决，导致矿井采掘衔接紧张，严重影响矿井安全高效生产。

鉴于此，该矿为了从根本上解决上隅角瓦斯超限问题，改变了回采工作面现有的巷道布置，采用沿空留巷Y型通风方式，见图3；针对Y型通风存在的沿空留巷支护难度大、维护工程量大等问题，积极引入柔模支护等新技术。

图3 沿空留巷Y型通风方式

2 沿空留巷Y型通风方式

2.1 沿空留巷Y型通风方式原理

在工作面端尾支护效应消失前，在液压支架掩护下，将混凝土输送至柔性模板内，在采空区与巷道之间砌筑一道密闭的混凝土连续墙，与巷道内原有支护形成一个整体，共同承担回采动压及其他巷道压力，维护巷道稳定，并隔绝瓦斯等有害气体，防止采空区自燃发火。

沿空留巷可以作为乏风的回风通道，使得回采工作面形成两进一回的Y型通风方式；同时沿空留巷可以作为下一个工作面的回采巷道。

2.2 沿空留巷Y型通风瓦斯治理方式效果分析

回采工作面采用柔模支护沿空留巷后，无需留设区段煤柱，减少了回采巷道的掘进工程量，有利于提高煤炭资源的回采率，延长矿井服务年限；减低巷道掘进费用。

以往矿井采用的双U型和U+高抽巷通风瓦斯治理方式，都无法从根本上解决上隅角瓦斯超限和瓦斯积聚问题；采用柔模支护沿空留巷Y型通风方式后，改变了采空区风流方向，从根本上解决了上隅角瓦斯积聚和超限的问题。另外，柔模支护沿空留巷封闭性好，采空区积存大量瓦斯，瓦斯浓度高，可利用倾向钻孔、埋管抽放，有利于抽采瓦斯的综合利用，见图4。

图4 采空区瓦斯抽放(m)

3 工程实践

本文以高河煤矿E1302工作面为例，对沿空留巷Y型通风瓦斯治理方式进行深入探讨分析。E1302工作面开采沁水煤田山西组3号煤层，煤层厚度为6.38 m，工作面开切眼长度为230 m，推进长度为1 800 m。

3.1 沿空留巷工艺流程

沿空留巷工艺流程见图5。

图5 沿空留巷流程

3.2 E1302工作面沿空留巷Y型通风模式

E1302工作面回采期间，新鲜风流由E1302胶带巷和进风巷进风，乏风经沿空留巷排至盘区回风大巷。通风示意见图6。

图6 E1302工作面沿空留巷Y型通风示意

3.3 效益分析

经济效益：高河煤矿年产量为750万t/a，矿井在采用沿空留巷之前，区段煤柱为25 m；采用柔模支护后，以E1302工作面为例，仅本工作面回收煤柱就可以创收1.21亿元；另外为下一个工作面布置少掘进一条巷道，节省费用1 170万元。对于整个矿井来说，工作面采用沿空留巷后，煤炭资源采出率可提高22.72%，每年矿井可多采出170.40万t；万吨巷道掘进率降低75%,每年少掘进巷道17 850 m，可节约资金2.125亿元。经济效益显著。

安全效益：矿井采用沿空留巷Y型通风瓦斯治理方式后，工作面上隅角瓦斯超限问题得到了解决，为矿井安全高效生产提供了技术保障，另外，工作面回采推进度明显提高。

4 结 语

沿空留巷Y型通风方式，既可以解决工作面上隅角瓦斯超限问题,还可以提高煤炭资源采出率，减少巷道掘进工程量，缓解矿井采掘衔接紧张的矛盾,经济效益和社会效益明显。值得在类似条件的矿井推广应用。