高瓦斯工作面Y型通风方式下的沿空留巷支护技术研究
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摘 要：某矿属于高瓦斯矿井，试验沿空留巷的Y型通风方式，采用锚索、单体柱加强沿空留巷的支护，并结合顶板爆破卸压减少巷道矿压，通过工作面回采期间的观测发现：该方法有效的解决了巷道变形的问题，并且工作面回采期间瓦斯正常，未出现瓦斯超限报警现象，保证了矿井的安全生产。
关键词：Y型通风；沿空留巷；瓦斯；支护；安全
为井下作业人员提供新鲜空气，是整个煤矿当中的关键环节，所以应该加工作面通风系方式的优化，从设计上改变通风系统存在的问题，提高矿井通风系统的稳定性和可靠性，从而整体提高矿井的安全系数。同时矿井应该加强通风系统的管理，做好矿井通风系统的简化工作，优化矿井通风系统。该矿井综采工作面采用U型通风方式，在回采期间上隅角瓦斯偏高，甚至出现瓦斯超限报警，为了解决回采期间瓦斯大的难题，该矿对其它矿井进行调研，学习瓦斯治理手段，总结本矿瓦斯治理经验，结合矿井的现有情况，在工作面试验Y型通风方式，解决瓦斯治理难题。
1 工作面该矿
某矿属于高瓦斯矿井，主采3#煤层，煤层厚度3.6m-4.5m，煤层平均厚度4.2m；煤层倾角2°-7°，平均倾角5°；煤层煤质偏软，煤层结构简单；实测煤体瓦斯含量6m3/t-9m3/t，工作面切眼长191m，走向长度1300m，该工作面原通风方式为双U型，工作面配风量4300m3/min，工作面回采期间上隅角瓦斯偏大，回采期间瓦斯经常达到0.7%，甚至出现瓦斯报警现象。通过调研其它矿井的瓦斯治理模式，并与矿井的具体情况结合，在工作面试验Y型通风，解决工作面回采期间瓦斯大的难题。
2 Y型通风
工作面采用双U型通风方式时，工作面配风量4300m3/min时，瓦斯浓度最大可达0.96%，回风瓦斯浓度基本在0.7%以上，限制了矿井的正常生产。为此矿井将工作面U型通風方式调整为“两进一回”Y型通风，工作面通过胶带运输巷和辅助进风巷进风，通过沿空留巷回风。
3 沿空留巷管理
工作面采用Y型通风方式后，沿空留巷作为工作面回风，应加强管理，加强支护，减小巷道变形。
3.1 顶板爆破卸压
该工作面直接顶板为泥岩，厚度6m左右，老顶为粉砂岩，厚度13m左右。该工作面通过顶板爆破卸压的方法在沿空留巷上部爆破，将顶板通过爆破断裂分开，减少顶板对沿空留巷的集中应力，减小沿空留巷形变。
通过对其它矿井的调研，确定顶板的切顶高度为20m。为了爆破期间方便合理装药，炮眼施工倾角为60°，施工单排炮眼，孔间距2m，在顶板施工炮眼，炮眼深度23m，装药长度13m，炮泥长度10m，将顶板进行预裂，减少顶板整体对沿空留巷的效应。通过爆破断顶卸压后，沿空留巷上部形成倒台阶状的悬臂梁，从而减小巷道的维护工作。
3.2 锚索加强支护
为了保证沿空留巷顶板的稳定性，防止由于爆破造成直接顶破碎引起的支护强度减弱，在顶板爆破断顶前需对巷道进行加强支护。在巷道内每2m施工一根锚索，锚索长度6.3m，承载应力不低于600kN。
3.3 单体柱补强支护
本次单体柱补强支护共分两种，一种超前工作面的补强支护，一种滞后工作面的补强支护。
根据对该工作面矿压分析，在超前工作面50m范围内施工两排单体柱，单体柱间距1m，并结合π型钢梁支护。
在工作面推过的沿空留巷内每间隔1m施工一根单体柱，单体柱尽可能补强在锚索托盘处，以增加支护强度。为防止巷道变形造成点柱倾倒，给点柱穿铁鞋。点柱间用绳索进行联锁，防止单体柱出现侧倒伤人现象。
4 沿空留巷支护效果
该工作面施工的联络巷间距为130m，服务工作面时间较短，且采用顶板爆破卸压的方式减少矿山压力对沿空留巷的影响，并采用锚索和点柱对巷道进行加强支护工作。当工作面顶板垮落后，工作的应力重新分布，顶板爆破卸压技术将大面积对沿空留巷的作用力分解，致使沿空留巷受到的压力变小，但是工作面仍然受矿山压力影响，为此加强支护，减少巷道变形，保证工作面回风巷道通风断面，保障工作面通风系统的稳定。
5 瓦斯治理效果
工作面通风方式由双U型号通风系统调整为Y型通风系统，工作面风量降低为3100m3/min，其中胶带运输巷的风量为2500m3/min，辅助运输巷的风量为600m3/min，工作面正常回采期间，回风巷的瓦斯浓度保持在0.5%左右，未发生瓦斯超限报警现象。在后期对Y型通风系统的不断完善，以及简化工作面的通风系统，将工作面的风量降低至2300m3/min，工作面瓦斯无较大变化，工作面可以正常生产，未发生瓦斯超限等问题。
6 总结
工作面通风方式调整为Y型通风后，需保证回风系统的畅通，为此采取了顶板爆破卸压、锚索加强支护和单体柱补强支护的方式，有效的减小了沿空留巷的形变，保证工作面回风系统的通常，进而保证了通风系统的可靠。
通风管理工作作为矿井安全保证的基础工作，应该力争“走出去，引进来”，学习好的瓦斯治理经验，并结合矿井的瓦斯治理模式，有效结合。通风管理部门应该对瓦斯治理工作提前布局，不可等工作面回采后发现瓦斯大再治理，往往限制了瓦斯治理手段的实施，且不能保证安全。矿井通风管理部门从工作面的设计阶段需充分重视瓦斯治理工作，考虑瓦斯治理方法，在巷道断面的设计、巷道维护、工作面的圈成时间等方面充分考虑，形成一套完善的、可靠的、有效的瓦斯治理方法。
作者简介：
白树源（1975- ），男，山西省灵石县人，工程师，研究方向：采矿安全方向。
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