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大U套小U两进两回通风方式在岳城矿的应用分析

作者：赵亮

来源：《科技传播》2013年第07期

摘要 随着矿井生产能力的提高，瓦斯问题已成为采煤工作面生产潜力发挥的重要制约因素，尤其对于高瓦斯矿井更是如此，因此，对回采工作面采取何种通风方式提出了更高的要求，本文从岳城矿1301（上）回采工作面大U套小U两进两回通风方式的应用进行分析，力求较为全面的总结出大U套小U两进两回通风方式的应用效果及应用条件。 关键词 高瓦斯矿井；两进两回；应用分析

中图分类号TE2 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）88-0138-03 0引言

本着建设高产高效节约型、打造精品化矿井的目标，岳城矿针对3#煤层瓦斯含量高，结合工作面走向长壁分层开采的采煤方法及采煤工艺，预测回采工作面在回采过程中工作面落煤及采空区瓦斯涌出量较大的情况下，借鉴邻近矿井寺河矿、成庄矿回采工作面通风布置方式，多方论证，优化对比，最终确定工作面大U套小U两进两回的通风方式。 1岳城煤矿概况 1.1矿井概况

岳城煤矿位于晋城市沁水县郑村镇赵庄村西北侧1.2km处，距晋城市约60km，距沁水县城约50km。井田位于沁水煤田中部，矿井北部为寺河煤矿，西部和南部分别与南河滩、夏荷、候村和长畛四矿搭界，东部毗邻成庄矿井。西距侯马—月山铁路嘉峰集运站、阳城—端氏一级公路10km，交通较为便利。

岳城煤矿设计生产能力为0.9Mt/a，井田面积6.61km2。井田水文地质构造简单，可采煤层为上石炭统太原组和下二叠系山西组3#、9#、15#三层，矿井工业储量为7778.2万吨，可采储量为4608.2万吨，服务年限为39.3年。目前矿井单水平开拓开采3#煤层，3#煤平均厚度6.1m，属无烟煤。

矿井共布置有四个井筒，即主斜井、副斜井、专用进风斜井、回风立井。通风方式为中央并列式，通风方法为机械抽出式，其中主斜井、副斜井、专用进风斜井为进风井，回风立井承担整个矿井的回风任务。回风立井安设两台型号为FBCDZ-8-No.32对旋式主扇，配套电机功

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率为2×710kW，一用一备，矿井总回风量11 500m3/min，主扇运行负压1 780Pa，矿井等级孔为5.41m2，为通风容易型矿井。

建井初期，岳城煤矿3#煤层瓦斯含量测定为14.54m3/t，属高瓦斯矿井。井田内3#煤层为三类不易自燃煤层，煤尘无爆炸危险性。

岳城煤矿2009年矿井瓦斯等级鉴定瓦斯涌出量156.9m3/min，鉴定结果为高瓦斯矿井。 本着建设高产高效节约型、打造精品化矿井的目标，岳城矿最终确定工作面采煤方法为走向长壁分层开采，采煤工艺为综合机械化开采，顶板管理为直接垮落法。自2008年矿井投产至现在，岳城矿已顺利回采1301（上）及1302（上）工作面，目前正在回采1303（上）工作面，并且矿井也完成了当年投产，当年达产的目标。 1.2工作面通风方式

1301（上）综采工作面是该矿首采工作面，针对3#煤层瓦斯含量高，结合工作面采煤方法及采煤工艺，在回采过程中瓦斯涌出量预计较高。因此，在加强工作面瓦斯抽采达标的基础上，岳城矿深入开展采面巷道布置形式和通风系统的调研工作。邻近寺河矿、成庄矿回采工作面为一次采全高大采高综采工作面和放顶煤综采工作面，且两矿3#煤层瓦斯含量均低于岳城矿，两矿的通风方式尽管对岳城矿有一定的借鉴意义，但由于岳城矿走向长壁分层开采的采煤方法决定了采空区的瓦斯涌出量会远远大于两矿，且岳城矿的规模和寺河、成庄相比较小，盲目的套用两矿三进两回大断面大风量通风方式显然会造成大量的煤柱煤丢失，因此，本着建设高产高效节约型矿井的目标，其采煤工作面通风方式不是太适合岳城矿；而相邻地方煤矿当时回采工作面多为滑移支架炮采工作面和目前岳城矿综采工作面采煤工艺不同，采面通风系统无现成的经验可以借鉴。岳城矿经多方论证，优化对比，最终确定了首采工作面的巷道布置形式和通风方式。

2.2 工作面瓦斯来源分析

1）工作面自2008年10月7日试生产以来，工作面煤体经顺层钻孔预抽及切眼初采推进段加强预抽后，落煤期间工作面瓦斯涌出量较小为4m3/min；

2）工作面采空区瓦斯涌出量较大，主要原因为3#煤层上分层开采后，下分层由于解放，煤体中大量的吸附态瓦斯转化为游离态瓦斯，是采空区瓦斯涌出的主要来源；另外3#煤层顶板及邻近1#、2#煤层和上覆瓦斯岩层的冒落是采空区瓦斯涌出的又一个重要来源； 3）由于工作面的回采和采空区的垮落，工作面周边煤体大量的瓦斯通过顺槽巷道及工作面切眼后方尾巷的煤壁、底板运移至顺槽巷道中，这也是工作面瓦斯涌出的一个重要组成部分。

2.3 大U套小U两进两回通风方式的应用效果与原理

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2.3.1大U套小U两进两回通风方式的应用效果

1301（上）综采工作面从开始回采到结束，由于工作面无特殊地质构造影响，工作面日产量平均3000t左右，最高日产量达3700t。仅在初次老顶来压时，上隅角瓦斯超限一次，瓦斯浓度最高达3.2%，其它均在正常控制范围内。由此说明，此种工作面通风方式较为适合岳城矿工作面采煤方法及采煤工艺的通风要求，能提供可靠稳定的风量，并能有效解决上隅角及采空区的瓦斯涌出问题。

2.3.2 大U套小U两进两回通风方式的应用原理

如上图所示，该通风系统为两个相对独立又相互影响的U型通风系统。其中工作面里圈小U系统主要承担工作面正常回采的供风任务；外圈大U系统承担工作面采空区抽放、联络横川密闭施工、备用工作面预抽工作以及上隅角通往联络横川采空区瓦斯稀释风量需求。大U系统和小U系统通过两条进风巷中部联络横川可以进行工作面切眼和尾巷之间的风量调节工作，真正实现工作面的以风定产；利用工作面回风侧采空区后方联络横川，使工作面负压点向后移，采空区漏风原来涌向上隅角。采取后部通风后，大量采空区及上隅角的瓦斯通过后部横川流向后部回风巷道，上隅角瓦斯大大降低，通过风流有效控制采空区瓦斯通过上隅角涌向工作面，保证工作面的安全正常回采。

2.4 大U套小U两进两回通风方式的应用优点 2.4.1 供风量大，通风设施施工安全系统数高

相比传统的U通风系统及U+L型通风系统，该系统具有风量大、工作面上隅角瓦斯不宜积聚以及采空区联络横川密闭施工方便、采空区瓦斯抽放工作管理方便等诸多优点。工作面最大供风量可达5 000m3/min，较传统U型通风系统，两进两回系统风量可增加许多，能有效缓解工作面瓦斯涌出量大的压力；闭墙施工处于全风压风流中，风量可靠稳定，施工安全系数高；采空区抽放管路在工作面整个回采期间始终处于全风压风流中，有利于采空区瓦斯抽放的控制与调节。

2.4.2 可以实现工作面风量合理配置

该通风系统可以通过两回风巷间上隅角通道横川、下一个通风开路横川、回风巷口的调节风窗进行风流有效控制合理来分配风量，且大U系统和小U系统通过两条进风巷中部联络横川进行回采工作面和尾巷之间的风量调节，实现大U与小U间合理的风量分配；利用工作面回风侧采空区后方联络横川通过风流有效控制采空区瓦斯通过上隅角涌向工作面，保证工作面的安全正常回采。

2.4.3可以避免形成盲巷，减少瓦斯排放