CN110397463B - 长壁采煤区段临采空侧预置管道的通风方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种长壁采煤区段临采空侧预置管道的通风方法，其包括：在对长壁采煤区段实体煤的相邻工作面回采时，采用边采边铺的方法在相邻工作面临保护煤柱侧的巷道内铺设通风管道；当回采实体煤和保护煤柱时，利用进风巷向回采工作面输送新鲜风流；向回采工作面输送的新鲜风流流经实体煤侧回采工作面后，在实体煤侧回采工作面、保护煤柱侧回采工作面和回风巷的交界处分流；通过回风巷将分流后的一部分污浊空气排出，通过通风管道将分流后且流经保护煤柱侧回采工作面的另一部分污浊空气排出。本发明的通风方法，可安全、主动、持久地实现工作面全风压通风，改善工作面工作环境。

Description

长壁采煤区段临采空侧预置管道的通风方法

技术领域

本发明涉及矿业工程领域，尤其涉及一种长壁采煤区段临采空侧预置管道的通风方法。

背景技术

目前，长壁采煤工作面在回采过程中多采用传统的U型通风方法，为防止上隅角瓦斯超限等难题，部分高瓦斯工作面采用了Y型通风方法。通过风筒将新鲜空气输送至工作面进风巷，新鲜风流清洗工作面进而稀释、排出开采过程中产生的粉尘及有害气体，污浊空气由回风巷排出，进而达到清新工作环境、保障作业安全的目的。

为高效开发利用煤炭资源，留窄小保护煤柱沿空掘巷在厚煤层开采尤其是特厚煤层开采中得到了较为广泛的应用，但受剧烈采掘扰动影响，出现了沿空侧顶板支护困难、动压显现剧烈等问题，因而部分矿井尤其具有冲击地压危险性的矿井，区段工作面之间通常留设一定宽度的保护煤柱，避免应力集中，进而最大程度的防止冲击地压等煤岩动力灾害的发生。

为提高资源回收率，部分矿井实现了实体煤和保护煤柱同采。然而，保护煤柱同采过程中为实现工作面尾部局部通风，部分矿井将局部通风机布置在进风大巷中，柔性通风管道悬挂于顶板将新鲜风流压入至工作面尾部。该方法在工作面尾部通风方面起到了一定效果。但在现场通风实践中，随着通风线路变长，巷道内的空气流动性逐渐减弱，通风效果逐渐变差。深入工作面尾部，瓦斯、有害气体和粉尘等难以排出，间接导致工作面环境恶化。同时，柔性通风管道十分容易破损造成漏风，从进风大巷引入新鲜风流，漏风量因通风线路长随之相应的增大，不利于通风管道维护，还增加了局部通风成本。

目前针对工作面局部通风方法，还提出了一种长壁采煤工作面尾部的压入式通风方法，将局部通风机布置于设备列车，通过可缩性风筒将局部通风机通风管道与柔性风筒连接，新鲜风流输送至工作面尾部，污风由回风巷排出，实现工作面尾部通风。该方法在工作面尾部通风方面起到了一定效果。但是在现场实践中，该方法通风设施繁多，风筒悬挂液压支架上部，影响液压支架的操作，同时，该方法还违反了煤矿安全规程中采煤工作面必须采用矿井全风压通风的规定。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种长壁采煤区段临采空侧预置管道的通风方法，可安全、主动、持久地实现工作面尾部的全风压通风，改善保护煤柱侧工作面的工作环境。

为实现本发明的上述目的，本发明提供的长壁采煤区段临采空侧预置管道的通风方法包括：

在对长壁采煤区段实体煤的相邻工作面回采时，采用边采边铺的方法在相邻工作面临保护煤柱侧的巷道内铺设通风管道；

当回采实体煤和保护煤柱时，利用进风巷向回采工作面输送新鲜风流；

向回采工作面输送的新鲜风流流经实体煤侧回采工作面后，在实体煤侧回采工作面和保护煤柱侧回采工作面和回风巷的交界处分流；

通过回风巷将分流后的一部分污浊空气排出，通过通风管道将分流后且流经保护煤柱侧回采工作面的另一部分污浊空气排出。

其中，所述进风巷位于所述实体煤的远离保护煤柱的一侧。

进一步的，还包括在所述回风巷的入口处设置可调配风量的调节风门。

其中，所述新鲜风流流经实体煤侧回采工作面的尾部后，在保护煤柱侧回采工作面的尾部和回风巷交界处分流的过程中，还包括通过调节风门调节经由所述通风管道排出的风量的步骤。

其中，所述通风管道的朝向所述保护煤柱一侧的侧面上开设有多个风窗，所述另一部分污浊空气流经保护煤柱侧回采工作面后，通过风窗进入所述通风管道内部。

其中，根据回采所述保护煤柱的过程调节所述多个风窗的开启与关闭状态。

其中，根据回采所述保护煤柱的过程调节所述多个风窗的开启与关闭状态包括：

在回采所述保护煤柱的过程中，已回采区域段对应的通风管道的风窗处于关闭状态，正回采区域段对应的通风管道的风窗处于打开状态，未回采区域段对应的通风管道的风窗处于关闭状态。

其中，所述通风管道由多节预置管路对接而成，对接的两个预置管路的接口处采用密封材料密封。

优选的，所述通风管道呈四边异形，具有相互平行且沿竖直方向延伸的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁的高度大于第二侧壁的高度。

其中，所述多个风窗开设在所述第一侧壁上。

优选的，所述第一侧壁靠近保护煤柱侧安置，所述第二侧壁远离保护煤柱侧安置。

或者，通过通风管道将另一部分污浊空气排出包括：

在回采所述保护煤柱的过程中，当回采工作面回采到对应通风管道位置时，断开该位置处两节预置管路的接口，以便所述另一部分污浊空气流从接口处流入预置管路后排出。

与现有技术相比，本发明的长壁采煤区段临采空侧预置管道的通风方法具有如下优点：

1、本发明实施例的通风方法，实现采煤工作面和保护煤柱同采时的全风压通风，有效驱散了回采过程中产生的有害气体、粉尘和瓦斯等，改善了通风效果，实现长壁采煤工作面通风的安全性和合理性要求，可安全、主动、持久地实现工作面的全风压通风，改善工作面的工作环境，促进矿井实现安全高产高效；

2、本发明实施例的通风方法，符合煤矿安全规程，从安全本质型角度实现了通风的安全性；

3、本发明实施例的通风方法，预置管路为钢筋混凝土浇筑而成，价格低廉，运输拆装方便，减少了巷道漏风量，节约了通风成本。

下面结合附图对本发明进行详细说明。

附图说明

图1是本发明长壁采煤区段临采空侧预置管道通风方法的预置管路示意图；

图2是图1中A-A’剖面图；

图3是本发明采用的预置管路的主视图；

图4是本发明采用的预置管路的右视图；

图5是本发明采用的预置管路的俯视图；

图6是本发明多节预置管路连接时的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种长壁采煤区段临采空侧预置管道的通风方法，该通风方法包括：

在对长壁采煤区段实体煤的相邻工作面回采时，采用边采边铺的方法在相邻工作面临保护煤柱侧的巷道内铺设通风管道；

当回采实体煤和保护煤柱时，利用进风巷向回采工作面输送新鲜风流；

向回采工作面输送的新鲜风流流经实体煤侧回采工作面后，在实体煤侧回采工作面、保护煤柱侧回采工作面和回风巷的交界处分流；

通过回风巷将分流后的一部分污浊空气排出，通过通风管道将分流后且流经保护煤柱侧回采工作面的另一部分污浊空气排出。

本发明长壁采煤区段临采空侧预置管道的通风方法，主要应用于实体煤和保护煤柱同采的长壁采煤工作面，该长壁采煤工作面在回采实体煤的同时，将位于待回采实体煤和已回采实体煤这一对相邻工作面之间的保护煤柱进行回采，因此，靠近保护煤柱侧工作面的通风尤为重要。

其中，本文的长壁采煤区段临采空侧是指与实体煤相邻的、刚被回采过的实体煤工作面中靠近保护煤柱的一侧。沿长壁采煤工作面的倾向长度方向来看，保护煤柱9位于待回采实体煤5和与其相邻的相邻工作面1(即已回采实体煤，也为采空区)之间。

为了实现实体煤的采煤工作面和保护煤柱同采时的全风压通风，有效驱散回采过程中产生的有害气体、粉尘和瓦斯等，改善通风效果，安全、主动、持久地实现保护煤柱侧工作面的通风，促进矿井实现安全高产高效，本发明在对相邻工作面1回采时，在相邻工作面1的靠近保护煤柱9侧的巷道内预置通风管道8，以便在同采实体煤和保护煤柱的过程中，使保护煤柱侧工作面4与通风管道8形成一个用于排风的通路，即，如图1所示，沿长壁采煤工作面的倾向长度方向来看，进风巷2、实体煤5、回风巷6、保护煤柱9、通风管道8、相邻工作面1由上至下依次设置，且在回采实体煤5和保护煤柱9过程中，实体煤侧回采工作面3与进风巷2、回风巷6、通风管道8相连通。其中，在采用本发明的通风方法时，假设进风巷2和回风巷6已预先挖掘好。

需要说明的是，在本发明的描述中，文中“上”、“下”等指示方位或位置关系的术语是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗指所指的装置、元件等必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限定。

下面，具体描述本发明的通风方法。

S01、在对长壁采煤区段实体煤5的相邻工作面1回采时，采用边采边铺的方法在相邻工作面1的临保护煤柱9侧的巷道内铺设通风管道8。

其中，如图2所示，本发明的通风管道8呈四边异形，具有相互平行且沿竖直方向延伸的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁的高度大于第二侧壁的高度，第一侧壁靠近保护煤柱9一侧安置、第二侧壁远离保护煤柱9。

本发明的通风管道8采用四边异形，是根据采空区侧顶板10垮落的形态而确定的，如图2所示，从采空区(即已回采区段)向保护煤柱9方向，距离保护煤柱9越近，顶板10的下沉量将越小，因此，本发明采用的通风管道8为靠近保护煤柱9侧的第一侧壁高度大于第二侧壁高度的四边异形的形状，可以有效防止顶板10垮落时对通风管道8的破坏。

此外，为进一步减缓顶板10岩块冒落时对通风管道8的冲击破坏，本发明还在通风管道8外表面铺设一层用于缓冲的棉网13，如图2所示，棉网13铺设在通风管道8的外侧，即，棉网13铺设在通风管道8的顶壁与第二侧壁外表面。铺设棉网后，可以采用粘贴或绑扎或螺钉固定等方式将棉网固定在通风管道8外。

为了便于制造、运输及组装，本发明的通风管道8由多节预置管路对接而成，且对接的两个预置管路的接口处采用密封材料密封。

具体的，如图1、图6所示，本实施例的通风管道8由具有一定长度(如4m)的结构相同的多节预置管路采用承插式对接而成。每节预置管路81一端的内壁设置沿其轴向延伸的插槽83。其中，对接相邻的两节预置管路时，将第一节预置管路81的具有插槽83的一端对着第二节预置管路84的不带有插槽的一端，以便于第二节预置管路84的不带插槽一端可以插入在第一节预置管路81的插槽83内。

其中，两节预置管路81、84的接口处需采用密封材料14进行密封。密封时，将密封材料充分混合均匀涂抹在细长条的纱布带上，然后将纱布带缠绕在第二节预置管路84的不带插槽一端的外部，再将两节预置管路对接，待聚氨酯材料充分膨胀后，即可完成两节预置管路的无缝对接。其中，密封材料可以采用聚氨酯材料。

其中，本实施例的通风管道8上可以开设风窗，也可以不开设风窗。

当在通风管道8上开设风窗时，在第一侧壁的中部开设有多个风窗12，即，风窗12面对保护煤柱9设置，且风窗12可以处于打开状态或关闭状态或被封堵住。

将具有上述结构的开设有多个风窗或未开设风窗的多节预置管路在井上地面采用混凝土浇筑成型后运至使用地点，再根据实际需要放置在保护煤柱帮侧的下部，即在对与待回采实体煤5相邻的上一实体煤工作面(即相邻工作面1)回采过程中，采用随采随铺的方法，每当回采工作面推进一定距离(如4m)，就在该回采工作面巷道的靠近保护煤柱9帮侧的底角位置处铺设一节预置管路，直至回采结束。

其中，预置管路的长度延伸方向与回风巷的长度延伸方向一致。在随采随铺预置管路的过程中，无论预置管路的第一侧壁是否带有风窗，都使预置管路的第一侧壁面对保护煤柱9安置。也就是说，若每节预置管路的第一侧壁带有风窗，则使每节预置管路的带有一个或多风窗12的第一侧壁面对保护煤柱9安置，且风窗12均处于关闭状态。

在需要连接两节预置管路时，先将第一节预置管路的具有插槽83的一端对着第二节预置管路的不带有插槽的一端，然后将聚氨酯材料充分混合均匀后涂抹在细长条的纱布带上，在将纱布带缠绕在第二节预置管路的不带插槽一端的外部后，再将两节预置管路对接，待观察到聚氨酯材料充分膨胀后，即完成两节预置管路的无缝对接。而在铺设预置管路的过程中，可将用于缓冲的棉网13铺设在预置管路外部。S02、在位于待回采的实体煤5和保护煤柱9之间的回风巷6的入口处砌筑调节风门

完成通风管道的铺设后，或者在进行通风管道的铺设过程中，在位于待回采的实体煤5和保护煤柱9之间的回风巷6的入口处砌筑可调节进入回风巷的风量的调节风门。调节风门的数量可以根据需要确定，如本实施例可以在回风巷内安置两道风门，可以通过两道调节风门的过风面积，控制进入回风巷的风量大小。

其中，回风巷的入口位于回风巷6离回采工作面距离最远的部位。

其中，该回风巷6可为回采实体煤的相邻工作面过程中挖掘的巷道，也可为回采实体煤的相邻工作面后挖掘的巷道。

S03、当回采实体煤和保护煤柱时，利用进风巷向回采工作面输送新鲜风流

在完成上述S01、S02步骤后，对实体煤5和保护煤柱9进行回采。

在回采时，利用进风巷向实体煤和保护煤柱的回采工作面输送新鲜风流，即，新鲜风流2a会从进风巷2进入回采工作面3。

其中，输送新鲜风流可采用现有技术的全压通风方法，在此不对其进行描述。

S04、向回采工作面输送的新鲜风流流经实体煤侧回采工作面后，在实体煤侧回采工作面、保护煤柱侧回采工位面和回风巷的交界处分流。

利用进风巷向回采工作面输送新鲜风流时，从进风巷出口排出的新鲜风流2a会先由上至下流经实体煤侧的回采工作面，清洗该侧回采过程中产生的有害气体、粉尘和瓦斯而形成污浊风流2b，而由于回风巷位于实体煤侧回采工作面和保护煤柱侧回采工作面之间，且实体煤侧回采工作面、保护煤柱侧回采工作面分别与回风巷相连通，因此，回风巷形成一个用于排风的通路，保护煤柱侧回采工作面与通风管道8形成另一个用于排风的通路，这样，使得流经实体煤侧回采工作面的污浊风流会在实体煤侧回采工作面、回风巷和保护煤柱侧回采工作面的交界处分流。

S05、通过回风巷将分流后的一部分污浊空气排出，通过通风管道将分流后且流经保护煤柱侧回采工作面的另一部分污浊空气排出

当流经实体煤侧回采工作面的风流在回风巷和保护煤柱侧回采工作面的交界处分流后，由于回风巷为一个排风的通路，而保护煤柱侧回采工作面与通风管道8形成另一个排风通路，因此，可根据回采时的实际情况，调节位于回风巷入口处的调节风门的开合面积，而由于进风巷输入的风量不变，当调节进入回风巷内的风量时，就可调节流经保护煤柱侧回采工作面流入通风管道8的风量。

其中，通风管道将分流后的另一部分污浊空气排出时，若通风管道上开设有风窗，则通过风窗使污浊空气进入通风管道内部，在保护煤柱回采过程中，除了通过调节回风巷的调节风门以调节进入通风管道的风量外，还要随时根据保护煤柱回采的情况，对通风管道上的朝向保护煤柱一侧的侧面上开设的多个风窗12的开启与关闭状态进行调节，以便通过风窗的状态、进入回风巷的风量而调节由风窗流入通风管道内的风量。

其中，根据回采保护煤柱的过程调节多个风窗的开启与关闭状态包括：在回采所述保护煤柱的过程中，已回采区域段对应的通风管道的风窗处于关闭状态，正回采区域段对应的通风管道的风窗处于打开状态，未回采区域段对应的通风管道的风窗处于关闭状态。

具体的，在回采保护煤柱的过程中，由于保护煤柱的已回采区域段(即保护煤柱侧对应的采空区)不再需要风流，因此，将与保护煤柱的已回采区域段对应的通风管道内采用封堵材料进行密封，将保护煤柱的正回采区域段所对应的通风管道上的所有风窗均打开，将未回采区域段所对应的通风管道上的风窗均关闭，以便流经保护煤柱回采工作面尾部的污浊风流可以从正回采区域段处的风窗流入到通风管道内。

在密封时，将密封材料(如聚氨酯)从保护煤柱的已回采的采空区段的风窗送入到采空区段的通风管道内，当聚氨酯在通风管道内膨胀后，可将采空区段的通风管道及对应风窗完全封堵，从而切断该区段通风管道内正常回风段和采空区段的风路，防止风流从通风管道流向采空区段所造成的漏风现象。

或者，在通风管道将分流后的另一部分污浊空气排出时，若通风管道上未开设风窗，则在回采保护煤柱的过程中，当回采工作面回采到对应通风管道位置时，断开该位置处两节预置管路的接口，以便另一部分污浊空气流从接口处流入预置管路，并经其余预置管路构成的通风管道排出。

综上所述，与现有技术相比，本发明的长壁采煤区段临采空侧的通风方法具有如下优点：

1、本发明实施例的通风方法，实现采煤工作面和保护煤柱同采时的全风压通风，有效驱散了回采过程中产生的有害气体、粉尘和瓦斯等，改善了通风效果，实现长壁采煤工作面尾部通风的安全性和合理性要求，可安全、主动、持久地实现工作面的全风压通风，改善工作面的工作环境，促进矿井实现安全高产高效；

2、本发明实施例的通风方法，符合煤矿安全规程，从安全本质型角度实现了通风的安全性；

3、本发明实施例的通风方法，通风管道由混凝土浇筑而成，价格低廉，运输拆装方便，减少了巷道漏风量，节约了通风成本。

尽管上文对本发明作了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种长壁采煤区段临采空侧预置管道的通风方法，包括：

在对长壁采煤区段待回采的实体煤的相邻工作面回采时，采用边采边铺的方法在相邻工作面临保护煤柱侧的巷道内铺设通风管道；

在位于待回采的实体煤和保护煤柱之间的回风巷的入口处砌筑调节风门；

当回采实体煤和回采保护煤柱时，从进风巷输送的新鲜风流流经实体煤侧回采工作面后，一部分污浊空气通过回风巷排出，另一部分污浊空气流经保护煤柱侧回采工作面，然后通过通风管道排出；

其中，所述通风管道呈四边异形，具有相互平行且沿竖直方向延伸的第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁的高度大于第二侧壁的高度；

其中，所述通风管道由多节预置管路对接而成，对接的两个预置管路的接口处采用密封材料密封；

其中，在将污浊空气排出的过程中，通过调节所述调节风门的开合面积，以便调节流经保护煤柱侧回采工作面并进入所述通风管道的风量；

其中，在回采所述保护煤柱的过程中，通过通风管道将污浊空气排出包括如下步骤：当回采工作面回采到对应通风管道位置时，断开该位置处两节预置管路的接口，以便所述另一部分污浊空气流从接口处流入预置管路后排出；或者，在所述通风管道的朝向所述保护煤柱一侧的侧面上开设多个风窗，以便所述另一部分污浊空气流经保护煤柱侧回采工作面后，通过风窗进入所述通风管道内部。

2.根据权利要求1所述的通风方法，所述进风巷位于所述实体煤的远离保护煤柱的一侧。

3.根据权利要求1所述的通风方法，根据回采所述保护煤柱的过程调节所述多个风窗的开启与关闭状态，其包括：

在回采所述保护煤柱的过程中，已回采区域段对应的通风管道的风窗处于关闭状态，正回采区域段对应的通风管道的风窗处于打开状态，未回采区域段对应的通风管道的风窗处于关闭状态。

4.根据权利要求1所述的通风方法，所述多个风窗开设在所述第一侧壁上。

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