缓倾斜厚煤层综放回采巷道布置方式的现状分析

作者:郭灵飞;康天合;陈世江;潘月军 刊名:煤矿开采 上传者:张熙钰

【摘要】针对缓倾斜厚煤层综放开采回采巷道布置方式进行了研究分析,研究表明:我国缓倾斜厚煤层综放回采巷道主要的布置方式是沿煤层底板两巷式布置,在此基础上为解决瓦斯超限问题演变出U+L外错型、U+L内错型、U+I型、J(或h或Y)型、"吕"字型、W型、B(E)型、双U型、U+L+高抽巷、J+E型等巷道布置方式;为解决"两硬"煤层问题,主要是沿工作面中部煤层顶板布置1条或2条工艺巷;为解决松软破碎煤层中巷道支护难的问题,采用双向"凹字型"布置方式;为提高采出率,主要采用沿空留巷、沿空掘巷和错层位布置等。由此,对各种类型的巷道布置方式进行了比较,分析了各自的优缺点及其使用条件等,该研究成果对煤矿选择合理巷道布置方式有一定指导意义。

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综放技术于20世纪80年代初引进我国,经过30多年取得了迅速发展与创新,回采巷道的布置方式也在不断地发展与完善,一种适合矿井生产的巷道布置方式,能够易于瓦斯排放、利于弱化顶煤顶板、提高采出率、解决巷道掘进与支护的困难等。本文对缓倾斜厚煤层综放回采巷道布置方式进行总结分析,从高瓦斯矿井、“两硬”煤层、松软破碎煤层、小煤柱或无煤柱护巷等方面考虑,总结目前各种类型回采巷道的布置方式,分析各自的优缺点、适用条件,有助于煤矿选择合理的回采巷道布置方式。1专用排放瓦斯巷的布置由于综放开采一次采出煤炭量大,工作面的瓦斯超限是影响安全高效回采的主要问题,而目前解决该问题的主要方法是矿井通风。U型通风系统[1](或两巷式)是应用较为广泛的方式,即只沿煤层底板布置1条运输巷和1条回风巷,具有巷道的掘进和维护费用低、向采空区漏风少、风流稳定、易于管理等优点,但易引起上隅角瓦斯积聚,形成涡流区,造成工作面上隅角瓦斯浓度大,易超限,制约采煤工作面的安全生产。我国学者和工作人员经过多年研究和实践,在U型通风系统的基础上,增加1条或多条用于治理瓦斯超限的专用瓦斯巷道。1.1增加1条专用瓦斯巷U+L型外错式通风系统[2]包括U型通风系统和与回风巷外错20m左右的专用瓦斯巷,这条瓦斯巷可以沿顶板布置,也可沿底板布置,回风巷与瓦斯巷之间间隔一定距离(30~50m)用联络巷沟通。瓦斯巷沿顶板布置更有利于上隅角瓦斯的排放,而沿底板布置的瓦斯巷在上工作面回采结束后可作为下工作面的巷道使用。但不管何种布置都增加了大量的采区煤柱。U+L型内错式通风系统[2]包括U型通风系统和与回风巷内错20m左右的专用瓦斯巷,使工作面采空侧产生负压区来控制上隅角瓦斯的积聚。但该瓦斯巷经常受到放煤的影响,提前冒落坍塌,不能真正发挥治理上隅角瓦斯的作用。U+I型通风系统也称顶层瓦斯巷外错小煤柱护巷技术[3],包括U型通风系统和与回风巷平行并外错回风巷0~5m并联布置顶板专用瓦斯巷。该布置方式能解决放顶煤工作面上段、上隅角和采空区的瓦斯与煤尘积聚,特别是上隅角上部空间瓦斯与煤尘的积聚,并为实现小煤柱放顶煤开采,提高煤炭采出率创造了良好的力学环境。但该布置方式易向采空区漏风,对于易自燃煤层可能发生火灾。J(或h或Y)型通风系统[4-6]包括U型通风 系统和U型通风系统的回风巷在进入采空区后继续保留作排瓦斯专用巷。其中J(或h)通风系统构成“一进两回”通风方式,即运输巷进风,经工作面,由回风巷和专用瓦斯巷回风。而Y型通风构成“两进一回”的通风方式,即运输巷和回风巷同时进风,由专用瓦斯巷回风。沿空排瓦斯巷纵贯采空区,改变了采空区瓦斯源的流向,消除了采空区瓦斯引起工作面和上隅角局部地点积聚的可能性。但是该布置方式易向采空区漏风,对于易自燃煤层可能发生火灾。“吕”字形巷道布置[7]包括两巷式和回风巷的正上方沿煤层顶板布置的专用瓦斯巷。该瓦斯巷比内错或外错瓦斯巷的排放瓦斯效果更好,而且对回风巷有卸压作用,这种作用随瓦斯巷宽度的增加而增加。但是要求煤层较厚(一般在9m以上),特别对于软煤层来说,上下巷道间距不能过小,以免漏风。对于回风巷的支护提出了更高的要求,不易于采用锚杆支护。W型通风系统[8]包括U型通风系统和布置于工作面中间沿煤层顶板掘进的瓦斯巷,该瓦斯巷直接与回风上山沟通。为了防止工作面风速和上隅角瓦斯超限,采用两巷进风,瓦斯巷回风的“两进一回”的通风方式,但瓦斯巷也会受采动影响使其通风不畅。B(E)通风系统[9]包括U型通风系统和与回风巷内错10~15m的专用瓦斯巷,该瓦斯巷直接与回风上山连通。在回风上山中设置1个风

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