高河矿综采工作面偏“Y”型通风系统改造应用

郝志博

（山西潞安集团高河能源有限公司，山西 长治046000）

高河煤矿是由山西潞安集团与亚美大陆煤炭有限公司合作建设，潞安集团控股的现代化大型矿井，设计产能6.0Mt／a。矿井主采3＃煤层，开采标高为＋300m～＋580 m，目前开采标高为＋410m～＋500m，采深超过400m。目前正开采区域瓦斯压力为0.14～0.61MPa，瓦斯相对涌出量为5.8～7.7m3／t，由于3＃煤层瓦斯含量高、瓦斯压力大，在井下打钻作业过程中时常出现喷孔现象，煤与瓦斯突出危险性越来越严重，瓦斯问题已成为制约高河煤矿生产的主要因素之一。因此，改造工作面通风系统，解决工作面瓦斯超限问题已成为保证矿井安全生产的重中之重。

1 问题的提出

高河煤矿是高瓦斯矿井，在W1309工作面回采过程中采取预抽、高抽巷抽放采空区瓦斯的方法治理工作面瓦斯。该工作面原采用两进两回的双“U”型通风方式，辅运顺槽和胶带顺槽进风，2条回风顺槽回风。工作面总风量为4550m3／min，辅运顺槽1820m3／min，胶带顺槽1260 m3／min，进风顺槽1470m3／min，切眼2170m3／min，设备安装巷910m3／min。工作面生产期间，平均风排瓦斯量为14.11m3／min，最大风排瓦斯量为20.48m3／min，回风顺槽回风流瓦斯浓度为0.35%。由于目前该工作面已推进660m，工作面回风流经沿空留巷和回风顺槽回风距离较长，通风阻力大，为降低工作面通风阻力，将原“两进两回”的双“U”型通风方式改为“三进一回”的偏“Y”型通风，即回风顺槽改为进风顺槽，其与工作面的辅运、胶带顺槽共同进风，原外U回风巷单独回风。

2 W1309工作面通风系统的改造

2.1 改造前通风设施状态

W1309工作面回风顺槽口风门全闭，南辅侧开有5个调节窗，进风侧开有6个调节窗；W1309回风顺槽回风联巷两道风门全开，W1309进风回联巷风门全部关闭，回风顺槽正头板闭上部开有400mm×400mm的通风孔，下部留有1.2m×0.6m的行人板门，处于关闭状态。

2.2 通风系统的改造过程

准备工作完成后，同时将W1309回风与进风14＃贯内的临时板闭拆除、在回风与进风23＃贯内打设临时板闭、在回风顺槽内27＃贯往东10m打设一道调节板闭、调整回风顺槽正头板闭过风面积（见表1、图1）。

准备工作完成后，同时将W1309回风与进风14＃贯内的临时板闭拆除、在回风与进风23＃贯内打设临时板闭、在回风顺槽内27＃贯往东10m打设一道调节板闭、调整回风顺槽正头板闭过风面积。

表1 W1309工作面通风系统调整通风设施变化情况

图1 改造后的W1309工作面通风系统

2.3 改造后通风设施状态及通风指标

W1309回风顺槽口风门开5个窗、回风顺槽内27＃贯往东10m处的调节板闭留有600mm×600mm的通风孔、回风23＃贯板闭全闭并在调整后及时进行密闭。通风系统改造调整后，W1309工作面总回风量为5000m3／min，辅运顺槽2000m3／min，胶带顺槽1180m3／min，进风顺槽1400 m3／min，设备安装巷1300m3／min，沿空留巷（14＃贯至27＃贯之间）700m3／min，回风顺槽（27＃贯至14＃贯之间）600 m3／min，切眼2300m3／min。回风顺槽回风流瓦斯浓度为0.30%，W1309工作面通风系统改造前后通风设施的技术参数见表2，W1309工作面通风系统改造前后指标见表3。由表2分析可知：W1309工作面通风系统改造后，通风设施的技术参数明显优化。由表3可知：进行偏“Y”型通风方式改造后，工作面的总配风量较改造前有小幅度下降，基本可忽略不计，但工作面的风排量明显下降，主要是切眼配风量的减少，有效降低了采空区内瓦斯的涌出，为工作面日均产量的提高提供了有效保障。

表2 W1309工作面通风系统改造中通风设施变化情况

表3 W1309工作面通风系统改造前后指标对比

3 改造后的效果

1）有效地解决工作面上隅角瓦斯问题，减少了瓦斯事故。在采用“两进两回”通风系统时，工作面生产期间上隅角瓦斯浓度平均为0.68%，易造成瓦斯报警事故。将原回风顺槽改为进风顺槽后，工作面原上隅角位置变为进风顺槽的新鲜风和工作面的污风混合流，瓦斯浓度平均降至0.42%，效果明显。

2）“三进一回”有效减小切眼内的风速，降低煤尘飞扬，利于防尘工作开展。工作面切眼在改造前风速平均为3.89m／s，风速较高，采煤机等喷雾出来的水雾无法有效地湿润生产期间的扬尘，降尘效果非常差，可见度低；改造后切眼的风速降至2.06m／s，有效地降低了煤尘的飞扬，可见度增高，有利于提高防尘工作的效果。

3）改善工作面及端尾区域工作环境。在系统改造前，工作环境全部位于污风流内且煤尘飞扬，可见度低，存在较大的安全隐患；将回风顺槽改为进风顺槽后，使得大部分工序的作业环境处于进风流内，极大地改善了环境的可适度，提高了安全保障。

4）解决生产期间原回风顺槽（现进风顺槽）物料运输受限问题。在系统改造前，原回风顺槽的物料运输受瓦斯等的制约，只能在工作面检修期间（8点班）进行，无法满足工作面的生产需求；改造后，原回风顺槽的污风变成新鲜风流，实现了三班可连续运输，减少了对工作面生产的制约。

4 结语

工作面“双U”型通风方式布置改为偏“Y”型方式布置后，将原“一面四条顺槽”设计改为“一面三条顺槽”，减少了巷道布置数量和通风设施等的建设，掘进工程量降低，缓解了采掘衔接，同时减少了巷道护巷煤柱的留设，降低了成本，同时节约了煤炭资源，促进了煤矿的可持续发展，在煤炭行业特别是高瓦斯矿井中具有广泛的推广应用价值。