CN103291344A - 一种高瓦斯工作面跨区段双u型通风系统及其使用方法 - Google Patents

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徐营
魏昌盛
柏建彪
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Abstract

本发明属于矿山领域，涉及高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统及其使用方法。工作面主要有进风巷、回风巷、进风瓦排尾巷和回风瓦排尾巷四条巷道为其通风系统服务，进风巷通过工作面与回风巷相连，构成内U型通风系统；距回风巷外侧5～20m的巷道为回风瓦排尾巷，距进风巷外侧150～350m的巷道为进风瓦排尾巷，这两条瓦排尾巷通过辅切眼构成外U型通风系统。本发明通过双U型通风系统解决了高瓦斯工作面上隅角和采空区瓦斯积聚问题，通过跨区段超大煤柱护巷方法为巷道掘进和维护提供了良好的应力环境，通过减小巷道之间煤柱宽度提高了采区煤炭回采率，社会经济效益显著。

Description

一种高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统及其使用方法
技术领域
本发明涉及高瓦斯工作面回采巷道的布置方式，属于高瓦斯工作面通风技术领域，具体是一种高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统及其使用方法。
背景技术
目前，工作面的通风是制约我国高瓦斯煤矿高产高效的众多因素之一。较好的工作面通风系统不仅能够提供足够的供风量而且还要保证回采巷道易于维护和采区较高的煤炭回采率。为了实现以上要求，高瓦斯工作面通风系统进行了许多改进，包括如下几种形式：
U+L型通风系统包括U型通风系统和与工作面底层的回风顺槽平行的同层位、间隔15-35m的尾巷；
E(或B)型通风系统包括U型通风系统和在进风顺槽和回风顺槽之间布置的通风联络巷，以及与回风顺槽平行并内错回风顺槽并联布置的顶板瓦斯排放巷。如中国发明专利公开号C\1648412A公开的E(或B)型通风系统。
双U型通风系统包括与工作面相连的一进一回的内U型通风系统和分别与工作面回风顺槽进风顺槽平行的、同层位的、间隔10～35m的、专门用于瓦斯排放的、一进一回的外U型通风尾巷。
然而，生产实践证明：U+L型通风系统虽然在一定程度上缓解了工作面瓦斯超限和上隅角瓦斯积聚对生产的威胁，但并没有从根本上解决工作面及其上隅角高位瓦斯积聚的问题，不能有效地防止瓦斯与粉尘在工作面上部空间的积聚，而且还增加了一条底层巷道的维护工程量(由于受工作面的采动影响，底层瓦斯巷的维护相当困难)，并增加了护巷煤柱损失，降低了采区煤炭的回采率。
E(或B)型通风系统虽然沿煤层顶板布置了专用的顶层排瓦斯巷，增加了工作面的通风量；但是由于顶层瓦斯巷有些在工作面中部，有些仅内错回风顺槽15～20m，这就导致了不能有效排放上段工作面、上隅角及其采空区上部空间积聚的瓦斯。同时由于顶层瓦斯巷位于工作面前方煤体集中应力区、塑性破坏区内，顶层瓦斯巷容易发生支架和围岩(煤)坍塌，通风断面遭到堵塞，使该巷道的风流通过能力和有效排放瓦斯的半径大幅度减小，其排瓦斯的可靠性变差。
双U型通风系统由于一个工作面配备四条两进两回的通风巷道，故可以为工作面提供足够的通风量；并且两条专门用于瓦斯排放的尾巷使用了一进一回的U型通风系统，从根本上解决了工作面、上隅角和采空区的瓦斯与煤尘积聚的问题。同时在本工作面回采时进风和回风顺槽会随采随废，另外由于工作面布置顺序的原因，有1条瓦斯排放的尾巷则保留下来为下一工作面通风使用，故只需新掘出3条巷道就可组成下一工作面的双U型通风系统。但这种双U型通风系统有以下2个缺点：一是随着本工作面回采保留下来的瓦斯排放尾巷由于受到工作面的采动影响，巷道及其难维护，不仅维护成本高，而且有时造成巷道不能为下一工作面使用；二是瓦斯排放尾巷与工作面顺槽的煤柱宽度一般为10～35m，护巷煤柱宽度较大，造成采区煤炭回采率降低，造成煤炭资源的浪费。
发明内容
本发明的目的是：针对上述问题，提供了一种高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统，同时还公开该通风系统的使用方法，该通风系统从根本上解决高瓦斯工作面上隅角和采空区瓦斯积聚的问题，并且为回采巷道提供良好的应力环境，使遗留巷道极易于维护，同时极大地提高了采区的回采率，节约煤炭资源。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：所述的高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统，包括：工作面，位于所述工作面后方的采空区，以及依次布置的回风瓦斯尾巷、回风巷、进风巷和进风瓦排尾巷；所述的进风巷和所述的回风巷均与所述工作面相连通，构成工作面的内U型通风系统；所述回风瓦排尾巷和进风瓦排尾巷通过辅切眼相连通，构成工作面的外U型通风系统；所述回风巷和采空区均通过联络巷与所述回风瓦排尾巷相连通；所述进风巷与进风瓦排尾巷之间设有宽150～350m的跨区段超大护巷煤柱；所述回风巷与回风瓦排尾巷之间设有宽5～20m的小煤柱。
所述的高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统的使用方法如下：工作面回采后，将进风瓦排尾巷保留下来分别作为第二工作面的进风巷，重新掘进巷道I、巷道II和巷道III分别作为第二工作面的回风瓦排尾巷、回风巷和进风瓦排尾巷；其中巷道II和原进风瓦排尾巷均与第二工作面相连通，构成第二工作面的内U型通风系统；设置第二辅切眼将巷道I和巷道III相连通，构成第二工作面的外U型通风系统；设置第二联络巷，巷道II和第二工作面上方的采空区均通过该第二联络巷与巷道I相连通；原进风瓦排尾巷和巷道III之间设置宽150～350m的跨区段超大护巷煤柱；巷道I与原进风巷之间设置宽4～10m的护巷煤柱；巷道I和巷道II之间设置宽5～20m的护巷煤柱。
本发明的优点为：
1.与现有的双U型通风系统相比较，由于进风瓦排尾巷受到尺寸为150～350m的跨区段超大煤柱的保护，巷道围岩应力环境很好，仅受到本工作面回采的轻微影响，巷道极易维护，甚至不用维护。
2.采用传统双U型通风系统的工作面与下一工作面之间的区段煤柱宽度一般在20～30m，而采用跨区段双U型通风系统的工作面与下一工作面(第二工作面)之间的区段煤柱宽度为4～10m。相比较而言一个工作面节约了10～26m宽度煤柱的煤炭资源，极大的提高了采区的回采率。
3、本发明是现有技术双U型通风系统巷道布置的改进，从根本上解决了高瓦斯工作面、上隅角和采空区瓦斯积聚问题，特别是工作面上隅角瓦斯的积聚。
附图说明
图1为本发明实施例中原始工作面的跨区段双U型通风系统的结构示意图；
图2为本发明实施例中高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统的使用方法示意图；
图3为本发明实施例中第二工作面的跨区段双U型通风系统的结构示意图；
图中：1-回风瓦排尾巷，2-回风巷，3-进风巷，4-进风瓦排尾巷，5-工作面，6-采空区，8-辅切眼，9-第一护巷煤柱，10-联络巷，11-第二护巷煤柱，12-第二工作面，13-区段煤柱，14-巷道I，15-巷道II，16-第二辅切眼，17-巷道III，18-第二联络巷。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本发明的具体实施方案。
如图1所示，本实施例的高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统包括：工作面5，位于所述工作面上方的采空区6，以及从左向右依次布置的回风瓦斯尾巷1、回风巷2、进风巷3和进风瓦排尾巷4(两进两回共四条通风巷道)。所述的进风巷3和所述的回风巷2这两条巷道均与所述工作面5相连通，从而构成工作面5的内U型通风系统。所述回风瓦排尾巷1和进风瓦排尾巷4布置在工作面5的两侧，并且两者通过辅切眼8相连通，从而构成工作面5的外U型通风系统。所述回风巷2和采空区6均通过联络巷10与所述回风瓦排尾巷1相连通；所述回风巷2与回风瓦排尾巷1之间设有宽5～20m的护巷煤柱9，所述进风巷3与进风瓦排尾巷4之间设有宽150～350m的跨区段超大护巷煤柱11。
如图2所示，上述高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统的使用方法包括：工作面5回采后，将进风瓦排尾巷4保留下来分别作为第二工作面12的进风巷，新掘进巷道I14、巷道II15和巷道III17分别作为第二工作面12的回风瓦排尾巷、回风巷和进风瓦排尾巷。为了保证在工作面5回采时，保留下来的进风瓦排尾巷4有较好的围岩应力条件，故要求进风瓦排尾巷4与进风巷3之间的护巷煤11柱宽度为150～350m。为了提高采区的回采率，要求新掘进的回风瓦排尾巷即巷道I14与上一工作面5的进风巷3之间煤柱宽度为4～10m，要求新掘进的回风巷即巷道II15的护巷煤柱宽度为5～20m。
如图3所示，这样保留下来的巷道和新掘进的三条巷道与辅切眼、联络巷一同构成了第二工作面12的双U型通风系统。其中巷道II15(作为第二工作面12的回风巷)和原进风瓦排尾巷4(作为第二工作面12的进风巷)均与第二工作面12相连通，构成第二工作面12的内U型通风系统。第二辅切眼16与巷道I14(作为第二工作面12的回风瓦排尾巷)和巷道III17(作为第二工作面12的进风瓦排尾巷)相连通，构成第二工作面12的外U型通风系统。第二联络巷18，巷道II15和第二工作面12后方的采空区均通过该第二联络巷18与巷道I14相连通。
依次类推，煤矿对第二工作面12回采后，再保留第二工作面12的巷道III17作为第三工作面的进风巷，再新掘进三条巷道分别作为该第三工作面的回风巷、回风瓦排尾巷和进风瓦排尾巷。
当然，上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统，包括：工作面(5)，位于所述工作面后方的采空区(6)，以及从左向右依次布置的回风瓦斯尾巷(1)、回风巷(2)、进风巷(3)和进风瓦排尾巷(4)，其特征在于：所述的进风巷(3)和回风巷(2)与工作面(5)相连通，构成内U型通风系统；回风瓦排尾巷(1)和进风瓦排尾巷(4)通过辅切眼(8)相连通，构成外U型通风系统。
2.根据权利要求1所述的一种高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统，其特征在于：所述的回风巷(2)和采空区(6)均通过联络巷(10)与所述回风瓦排尾巷(1)相连通。
3.根据权利要求1所述的一种高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统，其特征在于：所述的进风巷(3)与进风瓦排尾巷(4)之间设有宽150～350m的跨区段超大煤柱。
4.根据权利要求1所述的一种高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统，其特征在于：所述的回风巷(2)与回风瓦排尾巷(1)之间设有宽5～20m的小煤柱。
5.一种高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统的使用方法，其特征在于其实施步骤包括：工作面(5)回采后，将进风瓦排尾巷(4)保留下来分别作为第二工作面(12)的进风巷，重新掘进巷道I(14)、巷道II(15)和巷道III(17)分别作为第二工作面(12)的回风瓦排尾巷、回风巷和进风瓦排尾巷；其中巷道II(15)和原进风瓦排尾巷(4)均与第二工作面(12)相连通，构成第二工作面(12)的内U型通风系统；第二辅切眼(16)将巷道I(14)和巷道III(17)相连通，构成第二工作面(12)的外U型通风系统；第二联络巷(18)，巷道II(15)和第二工作面(12)上方的采空区均通过该第二联络巷(18)与巷道I(14)相连通。
6.根据权利要求5所述的一种高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统的使用方法，其特征在：进风瓦排尾巷(4)和巷道III(17)之间设置宽150～350m的跨区段超大护巷煤柱(11)。
7.根据权利要求5所述的一种高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统的使用方法，其特征在：巷道I(14)与进风巷(3)之间设置宽4～10m的护巷煤柱(13)。
8.根据权利要求5所述的一种高瓦斯工作面跨区段双U型通风系统的使用方法，其特征在：巷道I(14)和巷道II(15)之间设置宽5～20m的护巷煤柱。
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