CN102865092B - 回采工作面u+u型巷道通风系统 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种回采工作面U+U型巷道通风系统，解决了回采工作面瓦斯治理难及巷道支护的问题。该系统包括第一、二回采工作面；第一回采工作面外围设有第一U型巷道，第一U型巷道包括主进风巷、辅助进风兼皮带运输巷以及第一切眼；第二回采工作面外围设有第二U型巷道，第二U型巷道包括第一、二回风巷以及第二切眼；辅助进风兼皮带运输巷与第一回风巷相邻且之间设有实体煤柱，实体煤柱上开设有横川，第一切眼与第二切眼连接相通。本发明很好的解决了回采工作面高瓦斯排放困难的问题，实现了真正意义上的抽、掘、采衔接正常。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤矿井下巷道布置通风系统，具体是一种回采工作面U+U型巷道通风系统。
背景技术
目前，我国煤矿井下普遍采用的回采工作面巷道布置方式有“U”型、“U+L”型、“U+I”型等多种巷道布置方式，在低瓦斯条件下这些方式布置的巷道基本都能满足生产、通风的需要，但是在高瓦斯条件下，顺槽巷道的掘进和回采工作面通风瓦斯治理上都存在着很多较难克服的弊端。由于高瓦斯矿井下煤体瓦斯涌出量大，单巷长距离掘进经常出现瓦斯超限而被迫停掘现象，同时一旦出现停风现象，整条巷道瓦斯浓度随及会上升形成一个很大的瓦斯库，给瓦斯排放及安全管理带来很大隐患。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有高瓦斯矿井的回采工作面瓦斯治理难的问题，而提供一种回采工作面U+U型巷道通风系统。同时，本发明的另一个目的是为了解决针对上述U+U型巷道通风系统中的回风巷支护的问题。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种回采工作面U+U型巷道通风系统，包括相邻设置的第一回采工作面和第二回采工作面；在第一回采工作面的外围设有第一U型巷道，第一U型巷道包括第一回采工作面两侧的主进巷、辅助进风兼皮带运输巷，以及第一回采工作面前侧的第一切眼；在第二回采工作面的外围设有第二U型巷道，第二U型巷道包括第二回采工作面两侧的第一回风巷、第二回风巷，以及第二回采工作面前侧的第二切眼；第一U型巷道的辅助进风兼皮带运输巷与第二U型巷道的第一回风巷相邻且二者之间设有厚度为35m的实体煤柱，实体煤柱上每隔50m开设有一个连通辅助进风兼皮带运输巷和第一回风巷的横川，第一U型巷道的第一切眼与第二U型巷道的第二切眼连接相通；
进一步地，在回采工作面掘进过程中，第一回风巷会受到很大的回采动压影响，一般的支护方法支护效果不佳，因此，第一回风巷需进行特别的加强支护，具体的支护方法为：1）顶板支护：在第一回风巷顶板上均布若干排方向与巷道走向垂直设置的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，相邻两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆的间距为1000mm，每排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆包括五根直径为22mm、长度为2400mm的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，相邻的两根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆的间距为1050mm，每排的五根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆的下端共同固定有一条W钢带，并且在五根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆的下端端部与W钢带之间还分别固定有一个锚杆托盘，锚杆托盘的规格为120×120×10mm，每根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆外露不超过50mm；W钢带与巷道顶板之间还夹设固定有金属网，金属网的规格为5.5×1.2m；相邻两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆中线位置还设有一排锚索，每排锚索包括两根或三根直径为22mm、长度为7400mm的锚索，并且两根锚索排与三根锚索排逐排交替设置；两根锚索排中两根锚索的间距为2000mm，三根锚索排中相邻两根锚索的间距为1800mm；锚索排中每根锚索的下端固定有锚索托盘，锚索托盘的规格为300×300×16mm，每根锚索外露不超过300mm；固定高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆时使用一支k2335树脂锚固剂和一支z2360树脂锚固剂，固定锚索时使用一支k2335树脂锚固剂和两支z2360树脂锚固剂；2）煤帮支护：在两煤帮上分别均布若干排方向与巷道走向垂直设置的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，相邻两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆的间距为1000mm，每排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆包括三根直径为22mm、长度为2400mm的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆，相邻的两根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆的间距为1100mm，每根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆的下端固定有一个钢带托盘，钢带托盘的规格为：250×350×5mm，每根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆外露不超过50mm；每两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆之间的中线位置设有一排锚索，每排锚索包括两根间距为2200mm的锚索，每排的两根锚索的下端共同固定有一条钢筋梯梁，并且在两根锚索的下端端部与钢筋梯梁之间还分别固定有一个锚索托盘，锚索托盘的规格为300×300×16mm，每根锚索外露不超过300mm；此外，两侧煤帮上都设有网孔规格为50×50mm的菱形网，菱形网的规格为3.0×1.2m，菱形网片搭接不小于100mm，其中，煤柱侧煤帮上的菱形网为金属网，采面侧煤帮上的菱形网为塑料网。
本发明就是在回采工作面U型巷道的一侧，保留35m厚的实体煤柱后，紧接着在布置一个U型巷道，两个U型巷道共同构成了U+U型的巷道通风系统，提高了通风量，改善了回采工作面瓦斯高的问题。当一个回采工作面推过后，该回采工作面的U型巷道随之垮落，相邻回采工作面的U型巷道成功保留下来，为相邻回采工作面服务使用。此外，本发明中涉及到的各参数都是通过大量的理论分析计算和数值模拟计算而优选出的。
本发明U+U型巷道通风系统为：新鲜风流从进风兼辅助运输下山巷→主进风巷→第一回采工作面，第一回采工作面的污风一部分由第一回采工作面→上隅角→滞后工作面横川（采空区之后的横川）→第一回风巷里段→第二切眼→第二回风巷→回风下山巷、另外一部分污风由第一回采工作面→辅助进风兼皮带运输巷并与巷内的新鲜风流混合→超前工作面横川（采空区之前的横川）→第一回风巷外段→回风下山巷。
此外，本发明U+U型巷道的出煤系统为：第一回采工作面→辅助进风兼皮带运输巷→皮带下山巷。辅助运输系统为：进风兼辅助运输下山巷→主进风巷→第一回采工作面。供液系统为：辅助进风兼皮带运输巷→第一切眼。
本发明U+U型巷道通风系统中横川管理为：随回采工作面的推进过程中，辅助进风兼皮带运输巷与第一回风巷之间的横川刚进入采空区时，采空区以里的上一个横川要及时密闭（滞后工作面横川），超前支护以外下一个横川要及时打开（超前工作面横川）。
本发明U+U型巷道通风系统中，第一回风巷要进行留巷，同时还要经受回采动压影响，一般的支护效果不是很好，所以一开始在掘进期间就需要进行加强支护，除顶板加大锚杆、锚索密度外，帮部锚索采用钢筋梯梁联锁来加强支护。
本发明的有益效果如下：
1、U+U型巷道掘进时，都是双巷掘进，可及时形成全风压，靠高负压、大风量稀释全风压巷道瓦斯，缩小局扇通风的距离，实现巷道的连续掘进，提高掘进效率。
2、U+U型巷道的四条顺槽巷道中，第一回采工作面两条U型巷道为进风巷，第二回采工作面的两条U型巷道为回风巷，一方面两条回风巷始终在实体煤一侧，有利于提高回采工作面的供风量，巷道断面有保证；另一面回风巷终处在全风压风流中，方便人员进入采空区后部作业，通过后部尾巷横川还可以进行采空区抽放。
3、第二回采工作面的两条U型巷道在相邻的采面要二次使用，从长远的角度讲，减少了采面的巷道工程量，降低了万吨掘进率。
4、U+U型巷道通风系统中，可以实现递进式抽放，由于第二回采工作面U巷道的留巷，可以为相邻工作面瓦斯抽放提供空间和时间，使得巷道掘进在低瓦斯条件下进行，实现真正意义上的抽、掘、采衔接正常。
附图说明
图1为本发明的U+U型巷道布置完成示意图。
图2为本发明的U+U型巷道回采过程示意图。
图3为本发明U+U型巷道中第一回风巷加固截面示意图。
图4为本发明U+U型巷道中第一回风巷顶板加固示意图。
图5为本发明U+U型巷道中第一回风巷煤帮加固示意图。
图中：1-第一回采工作面、2-第二回采工作面、3-主进风巷、4-辅助进风兼皮带运输巷、5-第一切眼、6-第一回风巷、7-第二回风巷、8-第二切眼、9-实体煤柱、10-横川、11-顶板、12-高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆、13-W钢带、14-锚杆托盘、15-金属网、16-锚索、17-锚索托盘、18-煤帮、19-钢带托盘、20-钢筋梯梁、21-菱形网、22-皮带下山巷、23-进风兼辅运下山巷、24-回风下山巷、25-采空区。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步描述：
如图1、2所示，一种回采工作面U+U型巷道通风系统，包括相邻设置的第一回采工作面1和第二回采工作面2；在第一回采工作面1的外围设有第一U型巷道，第一U型巷道包括第一回采工作面1两侧的主进风巷3、辅助进风兼皮带运输巷4，以及第一回采工作面1前侧的第一切眼5；在第二回采工作面2的外围设有第二U型巷道，第二U型巷道包括第二回采工作面2两侧的第一回风巷6、第二回风巷7，以及第二回采工作面2前侧的第二切眼8；第一U型巷道的辅助进风兼皮带运输巷4与第二U型巷道的第一回风巷6相邻且二者之间设有厚度为35m的实体煤柱9，实体煤柱9上每隔50m开设有一个连通辅助进风兼皮带运输巷4和第一回风巷6的横川10，第一U型巷道的第一切眼5与第二U型巷道的第二切眼8连接相通。
进一步地，在回采工作面掘进过程中，第一回风巷6会受到很大的回采动压影响，一般的支护方法支护效果不佳，因此，第一回风巷6需进行特别的加强支护，如图3、4、5所示，具体的支护方法为：1）顶板支护：在第一回风巷顶板11上均布若干排方向与巷道走向垂直设置的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12，相邻两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12的间距为1000mm，每排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12包括五根直径为22mm、长度为2400mm的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12，相邻的两根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12的间距为1050mm，每排的五根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12的下端共同固定有一条W钢带13，并且在五根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12的下端端部与W钢带13之间还分别固定有一个锚杆托盘14，锚杆托盘14的规格为120×120×10mm，每根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12外露不超过50mm；W钢带13与巷道顶板11之间还夹设固定有金属网15，金属网15的规格为5.5×1.2m；相邻两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12中线位置还设有一排锚索16，每排锚索16包括两根或三根直径为22mm、长度为7400mm的锚索16，并且两根锚索排与三根锚索排逐排交替设置；两根锚索排中两根锚索16的间距为2000mm，三根锚索排中相邻两根锚索16的间距为1800mm；锚索排中每根锚索16的下端固定有锚索托盘17，锚索托盘17的规格为300×300×16mm，每根锚索16外露不超过300mm；固定高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12时使用一支k2335树脂锚固剂和一支z2360树脂锚固剂，固定锚索16时使用一支k2335树脂锚固剂和两支z2360树脂锚固剂；2）煤帮支护：在两煤帮18上分别均布若干排方向与巷道走向垂直设置的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12，相邻两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12的间距为1000mm，每排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12包括三根直径为22mm、长度为2400mm的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12，相邻的两根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12的间距为1100mm，每根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12的下端固定有一个钢带托盘19，钢带托盘19的规格为：250×350×5mm，每根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12外露不超过50mm；每两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆12之间的中线位置设有一排锚索16，每排锚索16包括两根间距为2200mm的锚索16，每排的两根锚索16的下端共同固定有一条钢筋梯梁20，并且在两根锚索16的下端端部与钢筋梯梁20之间还分别固定有一个锚索托盘17，锚索托盘17的规格为300×300×16mm，每根锚索16外露不超过300mm；此外，两侧煤帮18上都设有网孔规格为50×50mm的菱形网21，菱形网21的规格为3.0×1.2m，菱形网21片搭接不小于100mm，其中，煤柱侧煤帮上的菱形网21为金属网，采面侧煤帮上的菱形网21为塑料网。
Claims (1)
1.一种回采工作面U+U型巷道通风系统，其特征在于：包括相邻设置的第一回采工作面（1）和第二回采工作面（2）；在第一回采工作面（1）的外围设有第一U型巷道，第一U型巷道包括第一回采工作面（1）两侧的主进风巷（3）、辅助进风兼皮带运输巷（4），以及第一回采工作面（1）前侧的第一切眼（5）；在第二回采工作面（2）的外围设有第二U型巷道，第二U型巷道包括第二回采工作面（2）两侧的第一回风巷（6）、第二回风巷（7），以及第二回采工作面（2）前侧的第二切眼（8）；第一U型巷道的辅助进风兼皮带运输巷（4）与第二U型巷道的第一回风巷（6）相邻且二者之间设有厚度为35m的实体煤柱（9），实体煤柱（9）上每隔50m开设有一个连通辅助进风兼皮带运输巷（4）和第一回风巷（6）的横川（10），第一U型巷道的第一切眼（5）与第二U型巷道的第二切眼（8）连接相通；
该通风系统中的第一回风巷（6）为避免回采动压的影响需进行加强支护，支护方法为：1）顶板支护：在第一回风巷顶板（11）上均布若干排方向与巷道走向垂直设置的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12），相邻两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）的间距为1000mm，每排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）包括五根直径为22mm、长度为2400mm的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12），相邻的两根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）的间距为1050mm，每排的五根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）的下端共同固定有一条W钢带（13），并且在五根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）的下端端部与W钢带（13）之间还分别固定有一个锚杆托盘（14），锚杆托盘（14）的规格为120×120×10mm，每根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）外露不超过50mm；W钢带（13）与巷道顶板（11）之间还夹设固定有金属网（15），金属网（15）的规格为5.5×1.2m；相邻两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）中线位置还设有一排锚索（16），每排锚索（16）包括两根或三根直径为22mm、长度为7400mm的锚索（16），并且两根锚索排与三根锚索排逐排交替设置；两根锚索排中两根锚索（16）的间距为2000mm，三根锚索排中相邻两根锚索（16）的间距为1800mm；锚索排中每根锚索（16）的下端固定有锚索托盘（17），锚索托盘（17）的规格为300×300×16mm，每根锚索（16）外露不超过300mm；固定高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）时使用一支k2335树脂锚固剂和一支z2360树脂锚固剂，固定锚索（16）时使用一支k2335树脂锚固剂和两支z2360树脂锚固剂；2）煤帮支护：在两煤帮（18）上分别均布若干排方向与巷道走向垂直设置的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12），相邻两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）的间距为1000mm，每排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）包括三根直径为22mm、长度为2400mm的高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12），相邻的两根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）的间距为1100mm，每根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）的下端固定有一个钢带托盘（19），钢带托盘（19）的规格为：250×350×5mm，每根高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）外露不超过50mm；每两排高强度左旋无纵筋螺纹钢锚杆（12）之间的中线位置设有一排锚索（16），每排锚索（16）包括两根间距为2200mm的锚索（16），每排的两根锚索（16）的下端共同固定有一条钢筋梯梁（20），并且在两根锚索（16）的下端端部与钢筋梯梁（20）之间还分别固定有一个锚索托盘（17），锚索托盘（17）的规格为300×300×16mm，每根锚索（16）外露不超过300mm；此外，两侧煤帮（18）上都设有网孔规格为50×50mm的菱形网（21），菱形网（21）的规格为3.0×1.2m，菱形网（21）片搭接不小于100mm，其中，煤柱侧煤帮上的菱形网（21）为金属网，采面侧煤帮上的菱形网（21）为塑料网。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |