采煤工作面通风方式优化设计研究

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摘要：在煤矿井开采生产作业中，保证通风系统的正常高效运转是非常重要的一项工作，同时实现回采面瓦斯的综合治理，保证矿井开采作业的顺利和安全。本文对高瓦斯矿井采煤工作面通风方式优化设计进行了详细论述。根据工程实际情况，通过对不同通风系统作业原理和不同通风条件下的上隅角瓦斯聚集情况进行了分析，进而制定出适用于王坡矿3215工作面的通风地方，进一步提高矿井开采作业的安全程度。

关键词：煤矿；高瓦斯；通风方式；优化设计

1通风系统作业原理分析

1.1“U+L”型通风系统。在高瓦斯采煤工作面中使用“U+L”型通风系统，工人需要在工作面设置瓦斯尾巷、回风巷以及运输巷三条巷道。运输巷、回风巷和煤层在空间上是处于相邻位置的，并且瓦斯尾巷设置在回风巷的外侧位置，最后利用提前预留的联络巷和回风巷、采空区相连通。在开展回采作业的时候，上隅角的瓦斯经过漏风区进入采空区，之后在经过联络巷进入排放巷中顺利排出矿井，巷道布置如图1所示。1.2“U”型通风系统。在高瓦斯采煤工作面中使用“U”型通风系统，需要在回采面中建造回风巷和运输巷两条巷道。在实施煤矿回采作业的时候，运输巷中的气流会顺带着将上隅角区域的瓦斯转移到回风巷里面，最终顺利排出矿井。

2两种通风方式的数值模拟分析

3215工作面出资按二采区三条集中巷的北侧位置，和集中胶带巷呈现出垂直的关系，并向北布置，停采线设置在集中回风巷的北侧100m的位置，停采线以里走向长度为1874m，开切眼长度为180m。煤层的地质储量大概为250万t，煤层平均厚度为5.8m。通过掌握和分析3215工作面的实际地质和赋存情况，利用数值模拟的方法对两种不同的通风系统实际作用进行数值模拟实验与研究。2.1回采面采用。“U+L”型通风方式针对两种通风方式进行的对比实验，其得到的数值模拟结果基本相同，其中存在的差异就是在利用“U”型通风方式展开回采通风操作的时候，受到“U+L”型通风系统设置的瓦斯巷道的影响，采空区瓦斯的运移深度相比较“U+L”型通风方式来说是明显要大的。瓦斯运移靠近采空区的距离和回采面到采空区内联络巷距离相等，并且存在着上隅角向采空区漏风的突出问题，在开展上隅角瓦斯的治理的过程中实施此通风方案是比较方便的。2.2“U”型通风方式。使用“U”型通风方式，受到回采面空气气流的扰动，回采面上隅角积累的部分瓦斯气体会随着气流而转移到回风巷道内部，之后顺利从矿井排出，然而采空区存在着漏风的情况，再加上回风巷负压现象的存在，会造成采空区瓦斯流经裂隙并不断的进入回采面的现象，积累在上隅角位置，长时间后可能出现上隅角瓦斯超限问题。

3两种通风方式优缺点分析

3.1“U+L”型通风方式优缺点。优点：在回采面存在着气流泄漏到采空区的现象，并在这个过程中导致瓦斯通过联络巷直接进入瓦斯尾巷，最终送到采区回风大巷。利用“U+L”型通风方式可以有效的避免这个现象，同时对上隅角和回风巷中的瓦斯起到一个控制作用，使其浓度处在一个较为安全的程度。此外，还能进一步增强瓦斯的治理效果，回采面的气流可以保持较长时间的稳定状态，提高回采工作的安全性。缺点：利用“U+L”型通风方式需要布置瓦斯尾巷和多条联络巷，起到一个连接瓦斯尾巷和采空区的作用。因此在一定程度上增加的前期施工的成本和工作强度，此外也增加了回采面的漏风量，不利于通风工作和局部瓦斯浓度的控制，并且有可能出现瓦斯超出规定限制的问题。此通风方式会对回采面巷道维护才产生一定的影响，使得采空区遗煤量发生增大现象，进而不利于煤矿回采率的提升。3.2“U”型通风方式优缺点。优点：从组成结构方面来看，“U”型通风系统是比较简单的，在回采工作中的漏风现象不是很明显，进而有效提高了通风管理工作的质量和效率。并且由于回采面巷道施工的整体强度和所设计区域较小，在开采初期对资源和成本的要求不很非常高。并且采空区不会出现煤柱遗留的问题，其整体的回采率也是比较高的。缺点：采空区的瓦斯会因漏风现象而呈现出现逐渐向上隅角转移并聚集的局面，提高了瓦斯超限的概率，回风巷道的瓦斯可能存在浓度超标现象。

4两种通风方式的上隅角瓦斯积聚情况分析

对王坡矿井下不同时期的瓦斯监测数据做收集和分析处理，可以制定出不同条件下3215工作面上隅角瓦斯体积统计表，对其中的数据信息展开研究可以发现，在进风量相差无几的情况下，回采面上隅角瓦斯体积分数表明“U+L”型通风方式要明显低于“U”型通风方式，采用“U+L”型通风方式，其瓦斯体积分数和安全临界数值相差很多。因此在王坡矿3215工作面利用“U+L”型通风方式是比较合理的。

5结语

综上所述，通过分析两种不同通风方式的优缺点内容，决定采用在王坡矿3215工作面利用“U+L”型通风方式，并且在开采过程中实施本煤层瓦斯抽采为主、采空区抽采为次的方法，同时结合使用边采边抽、边掘边抽的方式展开煤矿开采作业，控制上隅角瓦斯浓低于0.4%的标准，控制回风巷瓦斯浓度低于0.46%的标准，增强了工作面瓦斯的治疗效果，保证了煤矿开采作业的安全性和顺利性。

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作者:池津维 单位:北京源平企业管理有限公司