工作面沿空留巷Y型通风条件下瓦斯治理技术研究

卢 波

（山西汾西矿业（集团）有限责任公司，山西 介休 032000）

瓦斯是制约煤矿开采作业的一项重要影响因素。过去很长一段时间煤矿开采期间，经常采取U型和U+L型方式通风，这种通风方式虽然能够起到通风效果，但是，容易出现影漏风现象，这也会导致瓦斯在工作面隅角发生聚集，会对后续煤矿开采安全性造成严重威胁，而采取Y型通风方式，能够使煤矿开采作业安全性得到进一步提高。

1 工程概况

以某煤矿3217工作面为例，对比采取的U+L型通风和Y型通风方式，全面分析主辅进风巷具体风量配比情况，结合煤矿具体情况，进行适当分析，依据分析结果制定出一套合理的瓦斯治理方案。

2 治理瓦斯技术相关内容探究

1）适当加大矿井通风量，或者结合具体情况进行适当改进，从而降低煤矿开采时，作业环境内瓦斯浓度，以免因为瓦斯浓度过高，危害作业人员健康，或者发生爆炸事故，造成人员伤亡[1]。

2）结合煤矿开采具体情况，要全面结合瓦斯抽放作业，从源头入手，针对采掘空间内的瓦斯等各项有害气体的治理，减低事故发生几率[2]。

3）采取科学方式完成瓦斯卸压和低压卸载，以免煤矿开采时发生瓦斯突出问题，而引发爆炸等安全事故。

3 3217工作面瓦斯治理方案

分析通风作业时采用的U+L型通风形式，以3217工作面为例进行探讨，在工作开展时，工作面回风槽瓦斯浓度为0.48%，瓦斯涌出量为41.18 m3/min。如果在具体作业开展期间，若采取通风方式难以确保瓦斯治理达到预期，要借助瓦斯抽放形式降低瓦斯浓度。依据工作面3216作业中采用的治理方案，对3217工作面作业期间采取的治理方案进行总结，具体体现如下：

1）3217工作面开展时，在作业前期阶段，针对每层瓦斯，要采用钻孔方式进行适当抽采，在具体作业开展期间，要将抽采钻孔设置在作业面主辅进风巷位置，针对作业开展中的钻孔，要将钻孔直径控制在125 mm以上，设置的钻孔间距要控制在1.1 m，从而为后续煤层抽采作业开展奠定基础[3]。

2）依据3217工作面具体情况，设置了沿空巷Y型通风，在具体作业开始，为了确保煤矿开采作业稳定进行，提高作业质量，要采用高水材料填充工作面回采阶段巷旁位置，同时，要保留工作面进风巷，将其作为采取该通风方式时的工作面回风巷，确保在煤矿开采期间，主辅进风巷长期保持稳定进风状态[4]。采取该进回风方式，形成了合理的Y型通风方式，从而确保煤矿开采作业稳定进行。

3）抽采临近瓦斯层，具体抽采时，要结合实际情况采取顶板倾向钻孔方式，具体设置要将让钻孔之间的距离控制在14.5 m，而且要将钻孔深度控制在38.0 m左右，保证钻孔合理。需要注意的是抽采临近瓦斯层时，要全面结合情况提前开采，而且采掘开展期间，要科学卸载瓦斯，通过对钻孔方式进行应用，科学抽采瓦斯。

4）对于瓦斯浓度较高情况下的治理，应严格依据规定，采取埋管方式进行抽取，采空区内瓦斯释放量大，这也就会导致采空区内瓦斯浓度过大，因此，利用埋管方式排放瓦斯，将直径大小为22 cm埋管以间距为14.5 m形式埋设在留巷充填体内部。在进行抽采作业时，需要控制好抽采量和浓度，该项工作主要通过控制填充体内埋管数，以及开启数量决定，通过对上述方式，能够合理转变采空区内流场结构，从而使采空区内瓦斯发生涌出现象得到解决[5]。

4 Y型通风技术在3217工作面中的应用

将Y型通风方式应用在3217工作面后，计算进风主巷与进风辅巷配风量，要在确保总风量不变且稳定基础上，通过计算机，合理模拟不同进风巷配比风量情况，主要采用管道模式如下页表1所示。

表1 不同进风巷配比风量情况

分析不同配风比情况，在总风量保持不变情况下，如果主巷与辅巷配风量存在一定差异，这将会使主巷形成的作业面冲刷风流与辅巷所提供的风流发生混合，以及相互扰动情况，该项现象发生在上隅角处，如图1所示。

图1 作业面上隅角处

通过对上隅角处拐弯位置情况进行观察可以发现，在该位置处存在胶带顺槽风流，如果该处产生的风流遭受到辅巷进风因素影响，这会导致靠近采空区位置处形成涡流区域。在该情况下，如果主巷与辅巷配风量比例较大，则在工作面隅角内侧区域形成涡流会呈现出减小趋势[6]。相反，如果主巷与辅巷配风量比例较小，则在工作面隅角内侧区域形成涡流会呈现出变大趋势，从实际情况来看，这不仅无法实现对瓦斯情况的合理治理，还会导致上隅角处的瓦斯浓度不断提高，并且对整个工作面通风效果造成不良影响，对煤矿开采作业顺利进行造成不良影响，造成巨大经济损失，甚至会造成人员伤亡，危害巨大。因此，针对3217工作面开采时，要设置Y型通风形式，需要结合作业面设计情况，最终将主巷与辅巷配风量比例设置为3∶1，目的就是大幅度提高瓦斯抽采效果，为煤矿开采作业顺利进行保驾护航。

5 治理3217工作面瓦斯效果分析

3217工作面设置了Y型通风方式之后，该工作面开采作业时，不会发生瓦斯超限现象，不仅提高了煤矿开采作业开展时的安全性，而且减少安全事故的发生。下面为采取Y型通风方式后的作业效果：

1）3217工作面在进行开采时，设置了Y型通风，同时，在全面结合实际情况基础上，设置了沿空巷，使排放瓦斯效果得到了显著提高，提高了3217工作面开采效率，该工作面开采作业能够提前16个月完成。同时，在煤矿开采过程中，取消了过去采用的专业排放瓦斯抽排巷道，通过对方式的应用，一方面有效消除了3217工作面处衔接问题，另一方面也降低煤矿开采时治理瓦斯成本，具有较好的经济效益。

2）提高了瓦斯质量效果，3217工作面开展采掘作业时，并未发生瓦斯超限问题，而且在煤矿开采时，大幅度降低了瓦斯涌出现象。在3217工作面设置Y型通风系统，有效优化、改进了工作面瓦斯通风系统。

Y型通风系统与传统的U+L型通风系统相比，其治理瓦斯效果得到了进一步增强，降低了瓦斯涌出量，而且能够避免3217工作面在进行割煤期间存在高浓度瓦斯状态。采用Y型通风瓦斯系统可以提高瓦斯治理效果的原因如下：第一，沿空留巷中的巷旁填充体密封性强，可以合理隔离采空区与工作面中巷道，从而确保在进行煤矿开采时，不会出现大量瓦斯涌入到作业面，对开采作业造成不良影响情况的发生。第二，采用Y型通风方式，能够确保工作面始终保持正压，有效规避了瓦斯涌出现象的发生，而且也能够消除过去煤矿开采时工作面上隅角处出现大量瓦斯聚集，而影响煤矿开采，以及发生爆炸事故。

6 结语

煤矿开采是一项危险性很高的工作，其中最为重要的一项影响因素就是瓦斯，如果没有采取合理措施治理瓦斯，可能会引发爆炸事故，危害巨大。在瓦斯治理上设置Y型通风系统排风效果良好，因此，煤矿企业在具体工作开展期间，要结合具体情况，科学设计Y型通风系统，降低瓦斯浓度超限现象出现几率，确保煤矿开采稳定进行，创造更高经济效益。