高瓦斯工作面Y型通風方式下的沿空留巷支護技術研究
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摘 要：某礦屬于高瓦斯礦井，試驗沿空留巷的Y型通風方式，采用錨索、單體柱加強沿空留巷的支護，并結合頂板爆破卸壓減少巷道礦壓，通過工作面回采期間的觀測發現：該方法有效的解決了巷道變形的問題，并且工作面回采期間瓦斯正常，未出現瓦斯超限報警現象，保證了礦井的安全生產。
關鍵詞：Y型通風；沿空留巷；瓦斯；支護；安全
為井下作業人員提供新鮮空氣，是整個煤礦當中的關鍵環節，所以應該加工作面通風系方式的優化，從設計上改變通風系統存在的問題，提高礦井通風系統的穩定性和可靠性，從而整體提高礦井的安全系數。同時礦井應該加強通風系統的管理，做好礦井通風系統的簡化工作，優化礦井通風系統。該礦井綜采工作面采用U型通風方式，在回采期間上隅角瓦斯偏高，甚至出現瓦斯超限報警，為了解決回采期間瓦斯大的難題，該礦對其它礦井進行調研，學習瓦斯治理手段，總結本礦瓦斯治理經驗，結合礦井的現有情況，在工作面試驗Y型通風方式，解決瓦斯治理難題。
1 工作面該礦
某礦屬于高瓦斯礦井，主采3#煤層，煤層厚度3.6m-4.5m，煤層平均厚度4.2m；煤層傾角2°-7°，平均傾角5°；煤層煤質偏軟，煤層結構簡單；實測煤體瓦斯含量6m3/t-9m3/t，工作面切眼長191m，走向長度1300m，該工作面原通風方式為雙U型，工作面配風量4300m3/min，工作面回采期間上隅角瓦斯偏大，回采期間瓦斯經常達到0.7%，甚至出現瓦斯報警現象。通過調研其它礦井的瓦斯治理模式，并與礦井的具體情況結合，在工作面試驗Y型通風，解決工作面回采期間瓦斯大的難題。
2 Y型通風
工作面采用雙U型通風方式時，工作面配風量4300m3/min時，瓦斯濃度最大可達0.96%，回風瓦斯濃度基本在0.7%以上，限制了礦井的正常生產。為此礦井將工作面U型通風方式調整為“兩進一回”Y型通風，工作面通過膠帶運輸巷和輔助進風巷進風，通過沿空留巷回風。
3 沿空留巷管理
工作面采用Y型通風方式后，沿空留巷作為工作面回風，應加強管理，加強支護，減小巷道變形。
3.1 頂板爆破卸壓
該工作面直接頂板為泥巖，厚度6m左右，老頂為粉砂巖，厚度13m左右。該工作面通過頂板爆破卸壓的方法在沿空留巷上部爆破，將頂板通過爆破斷裂分開，減少頂板對沿空留巷的集中應力，減小沿空留巷形變。
通過對其它礦井的調研，確定頂板的切頂高度為20m。為了爆破期間方便合理裝藥，炮眼施工傾角為60°，施工單排炮眼，孔間距2m，在頂板施工炮眼，炮眼深度23m，裝藥長度13m，炮泥長度10m，將頂板進行預裂，減少頂板整體對沿空留巷的效應。通過爆破斷頂卸壓后，沿空留巷上部形成倒臺階狀的懸臂梁，從而減小巷道的維護工作。
3.2 錨索加強支護
為了保證沿空留巷頂板的穩定性，防止由于爆破造成直接頂破碎引起的支護強度減弱，在頂板爆破斷頂前需對巷道進行加強支護。在巷道內每2m施工一根錨索，錨索長度6.3m，承載應力不低于600kN。
3.3 單體柱補強支護
本次單體柱補強支護共分兩種，一種超前工作面的補強支護，一種滯后工作面的補強支護。
根據對該工作面礦壓分析，在超前工作面50m范圍內施工兩排單體柱，單體柱間距1m，并結合π型鋼梁支護。
在工作面推過的沿空留巷內每間隔1m施工一根單體柱，單體柱盡可能補強在錨索托盤處，以增加支護強度。為防止巷道變形造成點柱傾倒，給點柱穿鐵鞋。點柱間用繩索進行聯鎖，防止單體柱出現側倒傷人現象。
4 沿空留巷支護效果
該工作面施工的聯絡巷間距為130m，服務工作面時間較短，且采用頂板爆破卸壓的方式減少礦山壓力對沿空留巷的影響，并采用錨索和點柱對巷道進行加強支護工作。當工作面頂板垮落后，工作的應力重新分布，頂板爆破卸壓技術將大面積對沿空留巷的作用力分解，致使沿空留巷受到的壓力變小，但是工作面仍然受礦山壓力影響，為此加強支護，減少巷道變形，保證工作面回風巷道通風斷面，保障工作面通風系統的穩定。
5 瓦斯治理效果
工作面通風方式由雙U型號通風系統調整為Y型通風系統，工作面風量降低為3100m3/min，其中膠帶運輸巷的風量為2500m3/min，輔助運輸巷的風量為600m3/min，工作面正?；夭善陂g，回風巷的瓦斯濃度保持在0.5%左右，未發生瓦斯超限報警現象。在后期對Y型通風系統的不斷完善，以及簡化工作面的通風系統，將工作面的風量降低至2300m3/min，工作面瓦斯無較大變化，工作面可以正常生產，未發生瓦斯超限等問題。
6 總結
工作面通風方式調整為Y型通風后，需保證回風系統的暢通，為此采取了頂板爆破卸壓、錨索加強支護和單體柱補強支護的方式，有效的減小了沿空留巷的形變，保證工作面回風系統的通常，進而保證了通風系統的可靠。
通風管理工作作為礦井安全保證的基礎工作，應該力爭“走出去，引進來”，學習好的瓦斯治理經驗，并結合礦井的瓦斯治理模式，有效結合。通風管理部門應該對瓦斯治理工作提前布局，不可等工作面回采后發現瓦斯大再治理，往往限制了瓦斯治理手段的實施，且不能保證安全。礦井通風管理部門從工作面的設計階段需充分重視瓦斯治理工作，考慮瓦斯治理方法，在巷道斷面的設計、巷道維護、工作面的圈成時間等方面充分考慮，形成一套完善的、可靠的、有效的瓦斯治理方法。
作者簡介：
白樹源（1975- ），男，山西省靈石縣人，工程師，研究方向：采礦安全方向。
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