CN115234275A - 煤与瓦斯突出矿井多煤层开采下的立体通风方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及矿井通风技术领域，尤其涉及一种煤与瓦斯突出矿井多煤层开采下的立体通风方法及系统。设计了一种安全高效立体通风方法，利用切顶卸压无煤柱自成巷工艺，将采煤工作面两条顺槽及切眼留下，然后相邻煤层通过回风联络巷与顺槽留巷进行连通，形成煤层的立体通风，循环此布置方法完成对整个采区通风系统的布置。其相比于现有技术具有如下技术效果：留巷段可以形成完善通风系统；每个煤层开采初期的掘进工程量减小，利用相邻煤层通过切顶卸压无煤柱自成巷工艺保留下来的切眼和两条顺槽留巷后，本煤层工作面就不需要形成三面四巷，减少了初期掘进的工程量，提高了煤矿正常生产效率；实现相邻煤层立体通风，便于全采区风量和风流的控制。

Description

煤与瓦斯突出矿井多煤层开采下的立体通风方法及系统

技术领域

本申请涉及矿井通风技术领域，具体涉及一种适用于煤与瓦斯突出矿井多煤层开采下的立体通风方法及系统，尤其涉及突出煤层群的立体通风方法。

背景技术

突出煤层群在我国煤炭资源中分布广、储量大、开采强度高。开采突出煤层群时，一般情况下选择先回采上部煤层继而回采下部煤层的下行式开采。在特殊情况下根据煤层群瓦斯参数和开采技术条件选择中部或者下部煤层作为保护层开采，此时就必须采用先采中部或者下部煤层的上行开采，减轻或消除上煤层的煤与瓦斯突出危险性。当保护层为劣质、薄及不稳定煤层时，为保证开采效益，可以采用上行开釆与下行开采相结合的方式对煤层进行回釆。传统开采工艺回采时(如图1所示)，工作面之间保留煤柱，在煤柱周围出现应力集中现象，导致上部煤层或者下部煤层巷道围岩大变形，存在安全隐患和影响正常生产效率。采用切顶卸压无煤柱自成巷“110”工法后，可解决巷道围岩变形严重、提高煤炭回收率、降低煤矿万吨掘进率等诸多问题。尤其在煤与瓦斯突出矿井中，少掘进一条回采巷道可减少约50％的瓦斯治理工作量和时间，能有效解决突出矿井采掘接替难的问题。但利用切顶卸压无煤柱自成巷工艺布置保护层首采工作面留两顺槽巷道时，留巷段没有回风通道(如图2所示)，不能形成完善的回风系统，给煤矿生产带来诸多安全隐患；或者为满足通风需求，需布置三面四巷(如图3所示)，初期的掘进工程量大，影响煤矿正常生产效率。

综合现有技术可知，对突出煤层群进行110工法开采的过程中，在未形成Y型通风或W型通风之前使用“110”工法切顶留巷时，留巷段不能形成完善的回风系统，会导致留巷段无法进行监测围岩变化、留巷段有毒有害气体积聚、无法在留巷段打钻进行瓦斯治理等问题，还会增加煤矿开采的经济成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请提供了如下技术方案。

第一方面，本申请提供了一种煤与瓦斯突出矿井多煤层开采下的立体通风方法。矿井的采煤区为包含有若干煤层的突出煤层群，所述突出煤层群包括相邻设置的第一煤层和第二煤层，其中：

位于所述第二煤层的第二工作面具有第二轨道顺槽和第二运输顺槽，第二轨道顺槽通过切顶卸压留巷工艺保留下来形成第一留巷，第二运输顺槽通过切顶卸压留巷工艺保留下来形成第二留巷，第二工作面的切眼通过切顶卸压留巷工艺保留下来形成第三留巷；

在第一煤层内的第一工作面回采前，施工该第一工作面两侧的第一轨道顺槽和第一运输顺槽，施工第一通风巷和第二通风巷，所述第一通风巷的两端分别连通所述第一留巷和所述第一轨道顺槽，所述第二通风巷的两端连接所述第二留巷和第一运输顺槽；

在所述第一工作面回采过程中，所述第一轨道顺槽伴随回采形成第四留巷，所述第二运输顺槽伴随回采形成第五留巷，使得所述第三留巷的进风通过所述第一通风巷进入所述第一留巷形成回风，使得所述第四留巷的进风通过所述第二通风巷进入所述第二留巷形成回风。

进一步地，所述突出煤层群的通风线路包括：

通过所述第二留巷、所述第一运输顺槽和所述第一轨道顺槽进风，通过所述第一留巷进行回风。

进一步地，所述突出煤层群的通风线路还包括：

所述第一运输顺槽进风的一部分分流至第一煤层的采煤作业面后与所述第一轨道顺槽的进风汇合，然后依次通过所述第四留巷和第一通风巷后进入所述第一留巷形成回风；

所述第一运输顺槽进风的另一部分分流至第五留巷后，通过第二通风巷与所述第二留巷的进风汇合，然后进入所述第一留巷形成回风。

进一步地，待所述第一工作面回采完成后，所述第四留巷和所述第五留巷保留下来，与第一煤层相邻的未开采煤层的工作面顺槽形成立体通风系统，并采用相同方法依次完成所述突出煤层群位于所述第二煤层设置所述第一煤层一侧的所有煤层的通风。

进一步地，所述第四留巷和所述第五留巷均保留下来作为所述第一工作面两侧未开采煤层的顺槽使用。

进一步地，所述突出煤层群还包括与所述第二煤层相邻设置的第三煤层，所述第一煤层和所述第三煤层分别位于所述第二煤层的上下两侧，第三煤层内的第三工作面与所述第二煤层之间通过如前述的立体通风方法形成完善的通风。

进一步地，在所述第三工作面回采前，施工所述第三工作面两侧的第三轨道顺槽和第三运输顺槽，施工第三通风巷和第四通风巷，所述第三通风巷的两端分别连通所述第一留巷和所述第三轨道顺槽，所述第四通风巷的两端连接所述第二留巷和第三运输顺槽。

进一步地，待所述第三工作面回采完成后，第三运输顺槽和所述第三轨道顺槽通过切顶卸压留巷工艺保留下来，并与所述第三煤层相邻的未开采煤层的工作面顺槽形成立体通风系统，并采用相同方法依次完成所述突出煤层群位于所述第二煤层设置第三煤层一侧的所有煤层的通风。

进一步地，在任意煤层完成一个工作面的通风和回采后，以该工作面为中心向两侧开拓以完成整个煤层的开采。

第二方面，本申请实施例还提供了一种煤与瓦斯突出矿井的立体通风系统，其通过本申请实施例第一方面提供的立体通风方法形成。

本申请实施例提供的上述技术方案设计了一种突出煤层群开采多煤层开采下的安全高效立体通风方法，利用切顶卸压无煤柱自成巷工艺，将采煤工作面两条顺槽及切眼留下，然后相邻煤层通过回风联络巷与顺槽留巷进行连通，形成煤层间的立体通风，循环此布置方法完成对整个采区通风系统的布置。其相比于现有技术具有如下技术效果：

(1)留巷段可以形成完善通风系统。留巷段实施立体通风后，形成了完善的通风系统。采空区和相邻煤层的有毒有害气体不再积聚，降低了人员中毒和瓦斯爆炸等安全隐患。

(2)每个煤层开采初期的掘进工程量减小，利用相邻煤层通过切顶卸压无煤柱自成巷工艺保留下来的切眼和两条顺槽留巷后，本煤层工作面就不需要形成三面四巷，减少了初期掘进的工程量，提高了煤矿正常生产效率。

(3)实现相邻煤层立体通风。便于全采区风量和风流的控制。同时利用留下来的巷道对上部煤层或下部煤层继续抽放，避免上部煤层或者下部煤层回采速度快时瓦斯易超限，也实现了安全高效开采。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为突出煤层群中保护层首采工作面传统回采工艺巷道布置图；

图2为突出煤层群中保护层首采工作面留两巷的巷道布置图；

图3为突出煤层群中保护层首采工作面布置三面四巷巷道布置图；

图4为本申请实施例提供的一种突出煤层群中保护层首采工作面的双U型通风示意图；

图5为本申请实施例提供的第一煤层和第二煤层的回采工作面层位布置图；

图6为本申请实施例提供的第一煤层和第二煤层之间实现立体通风的通风路线图；

图7为本申请实施例提供的第三煤层和第二煤层的回采工作面层位布置图；

图8为本申请实施例提供的第三煤层和第二煤层之间实现立体通风的通风路线图。

图中：

1、进风大巷；2、回风大巷；3、第一工作面；4、第二工作面；5、第三工作面；6、第一轨道顺槽；7、第一运输顺槽；8、第二轨道顺槽；9、第二运输顺槽；10、第三轨道顺槽；11、第三运输顺槽；12、第一留巷；13、第二留巷；14、第三留巷；15、第一通风巷；16、第二通风巷；17、第四留巷；18、第五留巷；19、第一采煤作业面；20、第三通风巷；21、第四通风巷；22、第六留巷；23、第七留巷；24、第三采煤作业面；25、第二采煤作业面。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

如图1所示，在采用传统开采工艺回采时，工作面之间保留煤柱，在煤柱周围出现应力集中现象，导致上部煤层或者下部煤层巷道围岩大变形，存在安全隐患和影响正常生产效率。采用切顶卸压无煤柱自成巷“110”工法后，可解决巷道围岩变形严重、提高煤炭回收率、降低煤矿万吨掘进率等诸多问题。尤其在煤与瓦斯突出矿井中，少掘进一条回采巷道可减少约50％的瓦斯治理工作量和时间，能有效解决突出矿井采掘接替难的问题。但利用切顶卸压无煤柱自成巷工艺布置保护层首采工作面留两顺槽巷道时，如图2所示，留巷段没有回风通道，不能形成完善的回风系统，给煤矿生产带来诸多安全隐患；或者为满足通风需求，需如图3所示布置三面四巷，初期的掘进工程量大，影响煤矿正常生产效率。对突出煤层群进行110工法开采的过程中，在未形成Y型通风或W型通风之前使用“110”工法切顶留巷时，留巷段不能形成完善的回风系统，会导致留巷段无法进行监测围岩变化、留巷段有毒有害气体积聚、无法在留巷段打钻进行瓦斯治理等问题，还会增加煤矿开采的经济成本。

为了解决上面的技术问题，如图5和6所示，本申请实施例提供了一种煤与瓦斯突出矿井多煤层开采下的立体通风方法及系统，其应用于具有多煤层的采区，尤其是多煤与瓦斯突出煤层的采区，即采煤区为包含有若干煤与瓦斯突出煤层的突出煤层群，以解决本发明上述的技术问题。所述突出煤层群至少包括依次设置的第一煤层、第二煤层和第三煤层，所述采煤区的通风系统包括为每一个煤层服务的进风大巷1和回风大巷2。第一煤层内所对应的某一回采工作面定义为第一工作面3，第二煤层内所对应的某一回采工作面定义为第二工作面4，第三煤层内所对应的某一回采工作面定义为第三工作面5，位于所述第一工作面3两侧的顺槽分别定义为第一轨道顺槽6和第一运输顺槽7，位于所述第二工作面4两侧的顺槽分别定义为第二轨道顺槽8和第二运输顺槽9，位于所述第三工作面5两侧的顺槽分别定义为第三轨道顺槽10和第三运输顺槽11。

煤与瓦斯突出矿井多煤层开采下的立体通风方法包括：

第二工作面4具有第二轨道顺槽8和第二运输顺槽9，第二轨道顺槽8通过切顶卸压留巷工艺形成第一留巷12，第二运输顺槽9通过切顶卸压留巷工艺形成第二留巷13，所述第二工作面4的切眼通过切顶卸压留巷工艺保留下来形成第三留巷14，通过第一留巷12、第二留巷13和第三留巷14可以实现对相邻的未开采的第一煤层进行瓦斯抽采消突，第二留巷13的第一端与进风大巷1连通，第一留巷12的第一端与回风大巷2连通，第三留巷14用于连接第一留巷12和第二留巷13，即第二留巷13的第二端与第一留巷12的第二端之间通过第三留巷14连通；

在第一煤层内的第一工作面3回采前，施工第一工作面3两侧的第一轨道顺槽6和第一运输顺槽7，第一轨道顺槽6和第一运输顺槽7均与进风大巷1连通，并施工第一通风巷15和第二通风巷16，所述第一通风巷15的一端连接所述第一轨道顺槽6远离所述进风大巷1的一端，所述第一通风巷15的另一端连接所述第一留巷12，所述第二通风巷16的一端连接所述第一运输顺槽7远离所述进风大巷1的一端，所述第二通风巷16的另一端连接所述第二留巷13；

在所述第一煤层内的第一工作面3回采过程中，所述第一轨道顺槽6位于采空区的部分伴随着回采形成第四留巷17，所述第一运输顺槽7位于采空区的部分伴随着回采形成第五留巷18，使得所述第四留巷17的进风通过所述第一通风巷15进入第二煤层内的所述第一留巷12形成回风，并使得所述第五留巷18的进风通过所述第二通风巷16进入第二煤层内的所述第二留巷13形成回风。

上述实施例提供的立体通风方法应用于突出煤层群中，可以充分利用相邻煤层中的第一留巷12、第二留巷13和第三留巷14构建立体通风系统，在实现了各煤层内工作面留巷段通风的同时，可以对留巷段进行实时监测并消除留巷段内的有害气体积聚，降低了人员中毒和瓦斯爆炸等安全隐患。

如图6所示，图中所示的立体通风系统内的通风路线为：通过所述第二留巷13、所述第一运输顺槽7和第一轨道顺槽6进风，通过所述第一留巷12进行回风，所述第一运输顺槽7进风的一部分分流至所述第一煤层内第一工作面3的采煤作业面(下文定义为第一采煤作业面19)后与所述第一轨道顺槽6的进风汇合，然后依次通过所述第四留巷17和所述第一通风巷15后进入所述第一留巷12形成回风；所述第一运输顺槽7进风的另一部分分流至所述第五留巷18后，通过所述第二通风巷16与所述第二留巷13的进风汇合，然后通过第三留巷14进入所述第一留巷12形成回风。即至少会包括如下的通风子线路：

(1)新鲜风流→进风大巷1→第一轨道顺槽6→第四留巷17→第一通风巷15→第一留巷12→回风大巷2；

(2)新鲜风流→进风大巷1→第一运输顺槽7→第一采煤作业面19→第四留巷17→第一通风巷15→第一留巷12→回风大巷2；

(3)新鲜风流→进风大巷1→第一运输顺槽7→第五留巷18→第二通风巷16→第三留巷14→第一留巷12→回风大巷2；

(4)新鲜风流→进风大巷1→第二留巷13→第三留巷14→第一留巷12→回风大巷2。

图5和6中所示的立体通风系统及其对应的立体通风方法中在第一煤层内的工作面回采完成后，所述第一轨道顺槽6位于采空区的部分形成第四留巷17，所述第一运输顺槽7位于采空区的部分形成第五留巷18，在第一运输顺槽7一侧和第一轨道顺槽6的一侧均可以布置下一回采工作面，第四留巷17和第五留巷18均可以作为下一回采工作面的顺槽使用。

在上述实施方式的基础上，如图7和8所示，所述突出煤层群还包括与第二煤层相邻的第三煤层，即第一煤层和第三煤层分别位于第二煤层的两侧，

此时，煤与瓦斯突出矿井多煤层开采下的立体通风方法还包括：

第二工作面4具有第二轨道顺槽8和第二运输顺槽9，第二轨道顺槽8通过切顶卸压留巷工艺形成第一留巷12，第二运输顺槽9通过切顶卸压留巷工艺形成第二留巷13，所述第二工作面4的切眼通过切顶卸压留巷工艺保留下来形成第三留巷14，通过第一留巷12、第二留巷13和第三留巷14可以实现对相邻的未开采的第三煤层进行瓦斯抽采消突，第二留巷13的第一端与进风大巷1连通，第一留巷12的第一端与回风大巷2连通，第三留巷14用于连接第一留巷12和第二留巷13，即第二留巷13的第二端与第一留巷12的第二端之间通过第三留巷14连通；

在第三煤层内的第三工作面5回采前，施工第三工作面5两侧的第三轨道顺槽10和第三运输顺槽11，第三轨道顺槽10和第三运输顺槽11均与进风大巷1连通，并施工第三通风巷20和第四通风巷21，所述第三通风巷20的一端连接所述第三轨道顺槽10远离所述进风大巷1的一端，所述第三通风巷20的另一端连接所述第一留巷12，所述第四通风巷21的一端连接所述第三运输顺槽11远离所述进风大巷1的一端，所述第四通风巷21的另一端连接所述第二留巷13；

在所述第三煤层内的第三工作面5回采过程中，所述第三轨道顺槽10位于采空区的部分伴随着回采形成第六留巷22，所述第三运输顺槽11位于采空区的部分伴随着回采形成第七留巷23，使得所述第六留巷22的进风通过所述第三通风巷20进入第二煤层内的所述第一留巷12形成回风，并使得所述第七留巷23的进风通过所述第四通风巷21进入第二煤层内的所述第二留巷13形成回风。

上述实施例提供的立体通风方法应用于突出煤层群中，第三煤层可以充分利用相邻的第二煤层中的第一留巷12、第二留巷13和第三留巷14构建立体通风系统，在实现了各煤层内工作面留巷段通风的同时，可以对留巷段进行实时监测并消除留巷段内的有害气体积聚，降低了人员中毒和瓦斯爆炸等安全隐患。

如图8所示，图中所示的立体通风系统内的通风路线为：通过所述第二留巷13、所述第三运输顺槽11和第三轨道顺槽10进风，通过所述第一留巷12进行回风，所述第三运输顺槽11进风的一部分分流至所述第三煤层内第三工作面5的采煤作业面(下文定义为第三采煤作业面24)后与所述第三轨道顺槽10的进风汇合，然后依次通过所述第六留巷22和所述第三通风巷20后进入所述第一留巷12形成回风；所述第三运输顺槽11进风的另一部分分流至所述第七留巷23后，通过所述第四通风巷21与所述第二留巷13的进风汇合，然后通过第三留巷14进入所述第一留巷12形成回风。即至少会包括如下的通风子线路：

(1)新鲜风流→进风大巷1→第三轨道顺槽10→第六留巷22→第三通风巷20→第一留巷12→回风大巷2；

(2)新鲜风流→进风大巷1→第三运输顺槽11→第三采煤作业面24→第六留巷22→第三通风巷20→第一留巷12→回风大巷2；

(3)新鲜风流→进风大巷1→第三运输顺槽11→第七留巷23→第四通风巷21→第三留巷14→第一留巷12→回风大巷2；

(4)新鲜风流→进风大巷1→第二留巷13→第三留巷14→第一留巷12→回风大巷2。

图7和8中所示的立体通风系统及其对应的立体通风方法中在第三煤层内的第三工作面5回采完成后，所述第三轨道顺槽10位于采空区的部分形成第六留巷22，所述第三运输顺槽11位于采空区的部分形成第七留巷23，在第三运输顺槽11一侧和第三轨道顺槽10的一侧均可以布置下一回采工作面，第六留巷22和第七留巷23均可以作为下一回采工作面的顺槽使用。

在上面的实施方式中，待所述第一煤层内的第一工作面3回采完成后，第一运输顺槽7和第一轨道顺槽6通过切顶卸压留巷工艺保留下来形成的第四留巷17和第五留巷18，可以用于对与第一煤层相邻的未开采煤层进行瓦斯抽采消突，并且通过继续施工跨煤层的通风巷，所述第四留巷17和所述第五留巷18通过通风巷，可以与第一煤层相邻的未开采煤层的工作面顺槽形成立体通风系统，并采用前述的方法依次完成所述突出煤层群位于所述第二煤层设置所述第一煤层一侧的所有煤层的通风，直至将第二煤层上方所有的煤层之间都形成立体通风系统；同样地，待所述第三煤层内的第三工作面5回采完成后，第三运输顺槽11和第三轨道顺槽10通过切顶卸压留巷工艺保留下来形成的第六留巷22和第七留巷23，可以用于对与第三煤层相邻的未开采煤层进行瓦斯抽采消突，并且通过继续施工跨煤层的通风巷，所述第六留巷22和所述第七留巷23通过通风巷，可以与第三煤层相邻的未开采煤层的工作面顺槽形成立体通风系统，并采用前述的方法依次完成所述突出煤层群位于所述第二煤层设置所述第三煤层一侧的所有煤层的通风，直至将第二煤层下方所有的煤层之间都形成立体通风系统。

需要说明的是，在上面的实施例中，第二煤层可以为突出多煤层群的首采煤层，也可以为非首采煤层，第二煤层可以为突出多煤层群的正在开采中的煤层也可以为开采完毕的煤层，只要其能够通过形成顺槽或留巷与相邻的煤层之间形成立体通风系统即可。第二煤层内的工作面可以为第二煤层中回采过程中的工作面也可以为已经回采完成的工作面。

优选地，所述第二煤层内的第二工作面4为所述突出煤层群的首采工作面，如图4所示，在所述第二煤层内的第二工作面4的回采过程中，所述第二运输顺槽9位于采空区的部分形成所述第二留巷13、所述第二轨道顺槽8位于采空区的部分形成所述第一留巷12、所述第二工作面4的切眼形成所述第三留巷14，在第二工作面4的回采过程中，所述进风大巷1、回风大巷2、第二运输顺槽9、第二轨道顺槽8、第二煤层内第二工作面4的采煤作业面(下文定义为第二采煤作业面25)、第一留巷12、第二留巷13和第三留巷14形成双U型通风系统，以实现第一留巷12和第二留巷13段的通风。当然，所述第二煤层内的工作面为所述突出煤层群的首采工作面的情况下，其也可以在岩巷中掘进瓦斯抽采巷来与第二工作面4两侧的顺槽实现完善的立体通风，但这样通常需要位于煤层间开掘岩巷，具有较多的不利影响。

具体地，在本方法应用于开采突出煤层群时，当需根据煤层群瓦斯参数和开采技术条件选择一中部煤层作为保护层开采的情况时，该保护层即为第二煤层，第二煤层的首采工作面(即本申请中举例的第二煤层内的第二工作面4)可以利用顺层长钻孔预抽条带瓦斯进行消突；然后利用切顶卸压无煤柱自成巷工艺，将首采工作面的切眼及两条顺槽留下，形成双U型通风；最后相邻煤层通过第一通风巷15和第二通风巷16与顺槽留巷进行连通，循环此布置方法完成对整个采区通风回路的布置。

当第二煤层为保护层，选择第二煤层内的第二工作面4为首采工作面时，突出煤层群的立体通风方法可以通过以下的步骤1-4来实现。

步骤1，在第二煤层内布置首采工作面，即第二工作面4，利用切顶卸压留巷工艺，在第二轨道顺槽8、第二运输顺槽9和第二工作面4的切眼同时施工切顶留巷，分别形成第一留巷12、第二留巷13和第三留巷14，形成如图4所示的双U型通风系统，具体通风路线如下所述：

(1)新鲜风流→进风大巷1→第二运输顺槽9→第二留巷13→第三留巷14→第一留巷12→第二轨道顺槽8→回风大巷2。

(2)新鲜风流→进风大巷1→第二运输顺槽9→第二采煤作业面25→第二轨道顺槽8→回风大巷2。

步骤2，如图6所示，待第二工作面4回采结束后，布置上煤层回采工作面，即第一煤层内的首采工作面，可以参考第一工作面3。布置第一通风巷15，连通第一轨道顺槽6和第一留巷12；布置第二通风巷16，连通第一运输顺槽7和第二留巷13；然后在第一轨道顺槽6和第一运输顺槽7同时施工切顶留巷，分别形成第四留巷17和第五留巷18，形成完善通风回路，具体通风路线如图所示。

步骤3，如图8所示，第二煤层内的工作面回采结束后，布置下相邻煤层回采工作面，即第三煤层内的首采工作面，可参考第三工作面5。布置第三通风巷20，连通第三轨道顺槽10和第一留巷12；布置第四通风巷21，连通第三运输顺槽11和第二留巷13；然后在第三轨道顺槽10和第三运输顺槽11同时施工切顶留巷，分别形成第六留巷22和第七留巷23，形成完善通风回路，具体通风路线如图所示。

步骤4，在每个工作面回采完成后，采用步骤2和步骤3的方式，分别向上和向下开拓，完成对整个采区的通风系统的建立并完成回采。其中步骤2和步骤3的施工顺序不分先后，可根据煤矿实际生产系统布置情况单独施工其中一步或者两步同时施工。

另外，在上面的步骤2和步骤3中，第一煤层内的第一工作面3和第二煤层内的第二工作面4可以进行同时回采，而无需等待第二煤层内的第二工作面4回采和留巷全部完成，这样也可形成完善的通风系统并且可以实现高效开采，同样的，第三煤层内的第三工作面5和第二煤层内的第二工作面4可以进行同时回采，而无需等待第二煤层内的第二工作面4回采和留巷全部完成。

需要说明的是，本发明实施例中所列举的第一煤层内的第一工作面3、第二煤层内的第二工作面4以及第三煤层内的第三工作面5，其可以为对应煤层内的首采工作面、也可以为对应煤层内的非首采工作面，在任意煤层完成一个工作面的通风和回采后，以该工作面为中心向两侧开拓可以完成整个煤层的开采，向两侧开拓的过程中，可以通过传统的通风方式在同一煤层内完成后续工作面的通风，也可以借助于相邻煤层的留巷完成后续工作面的通风。

本发明上述实施例中用于突出煤层群开采的立体通风方法，其技术优势如下：

(1)留巷段形成了完善的通风系统。留巷段实施立体通风后，形成了完善的通风系统，采空区和相邻煤层的有毒有害气体不再积聚，降低了人员中毒和瓦斯爆炸等安全隐患。

(2)初期的掘进工程量减小。利用切顶卸压无煤柱自成巷工艺对工作面切眼和两条顺槽留巷后，形成双U型通风系统，布置保护层首采工作面时就不需要三面四巷，减少了初期掘进的工程量，提高了煤矿正常生产效率。

(3)实现相邻煤层立体通风。煤层内某一工作面回采结束后，相邻煤层通过通风与先前的顺槽留巷进行连通，形成跨煤层立体通风，便于全采区风量和风流的控制。同时利用留下来的巷道对上部煤层或下部煤层继续抽放，避免上部煤层或者下部煤层回采速度快时瓦斯易超限，也实现了安全高效开采。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种煤与瓦斯突出矿井多煤层开采下的立体通风方法，其特征在于，矿井的采煤区为包含有若干煤层的突出煤层群，所述突出煤层群包括相邻设置的第一煤层和第二煤层，其中：

位于所述第二煤层的第二工作面(4)具有第二轨道顺槽(8)和第二运输顺槽(9)，第二轨道顺槽(8)通过切顶卸压留巷工艺保留下来形成第一留巷(12)，第二运输顺槽(9)通过切顶卸压留巷工艺保留下来形成第二留巷(13)，第二工作面(4)的切眼通过切顶卸压留巷工艺保留下来形成第三留巷(14)；

在第一煤层内的第一工作面(3)回采前，施工该第一工作面(3)两侧的第一轨道顺槽(6)和第一运输顺槽(7)，施工第一通风巷(15)和第二通风巷(16)，所述第一通风巷(15)的两端分别连通所述第一留巷(12)和所述第一轨道顺槽(6)，所述第二通风巷(16)的两端连接所述第二留巷(13)和第一运输顺槽(7)；

在所述第一工作面(3)回采过程中，所述第一轨道顺槽(6)伴随回采形成第四留巷(17)，所述第一运输顺槽(7)伴随回采形成第五留巷(18)，使得所述第四留巷(17)的进风通过所述第一通风巷(15)进入所述第一留巷(12)形成回风，使得所述第四留巷(17)的进风通过所述第二通风巷(16)进入所述第二留巷(13)形成回风。

2.根据权利要求1所述的立体通风方法，其特征在于，所述突出煤层群的通风线路包括：

通过所述第二留巷(13)、所述第一运输顺槽(7)和所述第一轨道顺槽(6)进风，通过所述第一留巷(12)进行回风。

3.根据权利要求2所述的立体通风方法，其特征在于，所述突出煤层群的通风线路还包括：

所述第一运输顺槽(7)进风的一部分分流至第一煤层的采煤作业面后与所述第一轨道顺槽(6)的进风汇合，然后依次通过所述第四留巷(17)和第一通风巷(15)后进入所述第一留巷(12)形成回风；

所述第一运输顺槽(7)进风的另一部分分流至第五留巷(18)后，通过第二通风巷(16)与所述第二留巷(13)的进风汇合，然后进入所述第一留巷(12)形成回风。

4.根据权利要求1所述的立体通风方法，其特征在于，待所述第一工作面(3)回采完成后，所述第四留巷(17)和所述第五留巷(18)保留下来，与第一煤层相邻的未开采煤层的工作面顺槽形成立体通风系统，并采用相同方法依次完成所述突出煤层群位于所述第二煤层设置所述第一煤层一侧的所有煤层的通风。

5.根据权利要求1所述的立体通风方法，其特征在于，所述第四留巷(17)和所述第五留巷(18)均保留下来作为所述第一工作面(3)两侧未开采煤层的顺槽使用。

6.根据权利要求1所述的立体通风方法，其特征在于，所述突出煤层群还包括与所述第二煤层相邻设置的第三煤层，所述第一煤层和所述第三煤层分别位于所述第二煤层的上下两侧，第三煤层内的第三工作面(5)与所述第二煤层之间通过如权利要求1所述的立体通风方法形成完善的通风。

7.根据权利要求6所述的立体通风方法，其特征在于，在所述第三工作面(5)回采前，施工所述第三工作面(5)两侧的第三轨道顺槽(10)和第三运输顺槽(11)，施工第三通风巷(20)和第四通风巷(21)，所述第三通风巷(20)的两端分别连通所述第一留巷(12)和所述第三轨道顺槽(10)，所述第四通风巷(21)的两端连接所述第二留巷(13)和第三运输顺槽(11)。

8.根据权利要求7所述的立体通风方法，其特征在于，待所述第三工作面(5)回采完成后，第三运输顺槽(11)和所述第三轨道顺槽(10)通过切顶卸压留巷工艺保留下来，并与所述第三煤层相邻的未开采煤层的工作面顺槽形成立体通风系统，并采用相同方法依次完成所述突出煤层群位于所述第二煤层设置第三煤层一侧的所有煤层的通风。

9.根据权利要求1-8任一项所述的立体通风方法，其特征在于，在任意煤层完成一个工作面的通风和回采后，以该工作面为中心向两侧开拓以完成整个煤层的开采。

10.一种煤与瓦斯突出矿井多煤层开采下的立体通风系统，其特征在于，通过权利要求1-9任一项所述的煤与瓦斯突出矿井的立体通风方法形成。

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