摘 要：針對(duì)雙突高瓦斯、復(fù)雜應(yīng)力、三軟煤層群地質(zhì)條件，沙曲礦在4.5m厚煤層條件下，首次試驗(yàn)研究應(yīng)用了無(wú)煤柱沿空留巷“Y”型通風(fēng)技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)的試驗(yàn)應(yīng)用成果，為我國(guó)類(lèi)似條件高瓦斯突出礦井無(wú)煤柱沿空留巷煤與瓦斯共采提供了實(shí)踐指導(dǎo)與技術(shù)支持，對(duì)改善礦井安全生產(chǎn)條件具有重要的意義。

關(guān)鍵詞：突出礦井 沿空留巷 “Y”型通風(fēng)

中圖分類(lèi)號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（a）-0094-01

傳統(tǒng)“U”型[1]及“兩進(jìn)一回”通風(fēng)方式，由于采空區(qū)漏風(fēng)攜帶采空區(qū)高濃度瓦斯匯集至工作面上隅角并由風(fēng)流排出，無(wú)論采用何種方式都不能從根本上解決上隅角瓦斯超限和瓦斯積聚問(wèn)題，影響采煤工作面安全、高效生產(chǎn)。根據(jù)國(guó)內(nèi)先進(jìn)高瓦斯工作面瓦斯治理經(jīng)驗(yàn)，24207綜采面試驗(yàn)采用“Y”型通風(fēng)，并沿采空區(qū)邊緣沿空留巷實(shí)施無(wú)煤柱連續(xù)開(kāi)采，解決工作面瓦斯問(wèn)題。

1 工作面概況

24207工作面沙曲礦北二采區(qū)第七工作面，絕對(duì)瓦斯涌出量51.22～61.46 m3/min，本煤層瓦斯涌出占64%，鄰近層瓦斯涌出占36%。隨著礦區(qū)開(kāi)采深度增加，瓦斯問(wèn)題將日趨嚴(yán)重。因此，必須采取有效的綜合治理措施[2]。

2 沿空留巷設(shè)計(jì)

24207工作面為走向長(zhǎng)壁綜采全高全垮落工作面，工作面為3#、4#煤層合并開(kāi)采，開(kāi)采均厚4.3 m，留巷墻高大于3.5 m，且直接頂為泥巖，厚度5.6 m，硬脆易冒落，不利于留巷維護(hù)與管理，留巷難度較大。為此，沿空留巷采用小跨度留巷，為了保證通風(fēng)斷面，跨度設(shè)計(jì)為3 m，墻體寬度4 m。24207工作面膠帶巷進(jìn)行沿空留巷，沿空留巷通過(guò)間距50 m橫貫與尾巷構(gòu)成工作面“二進(jìn)一回”Y型通風(fēng)系統(tǒng)。

2.1 沿空留巷充填系統(tǒng)

沿空留巷隨采煤工作面推進(jìn)而延伸，根據(jù)采煤工作面和留巷的連續(xù)性，要求充填材料（基本組分為水泥、粉煤灰、砂石骨料、復(fù)合外加劑和水）的輸送必須不間斷。礦井通過(guò)創(chuàng)新充填支架、材料及泵送等充填工藝技術(shù)，快速機(jī)械化構(gòu)筑高強(qiáng)支撐體將回采巷道保留下來(lái)，實(shí)現(xiàn)了沿空留巷與綜采工作面推進(jìn)同步進(jìn)行。

2.2 充填墻體寬度確定

沙曲煤礦24207工作面43f64e0470627461430ea2df5cbc8c4bd24160d3ef67598a2b27840348c0ea586.0 m采高沿空留巷墻體寬度經(jīng)驗(yàn)法認(rèn)為不應(yīng)小于2.8 m，寬度值應(yīng)在2.8～4.0 m之間；通過(guò)數(shù)值模擬[3]研究表明，墻寬最優(yōu)值應(yīng)在3.0～4.0 m之間。工程類(lèi)比窄煤柱及無(wú)煤柱開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)，一般充填留巷墻體寬度與采高比在1～1.5，24207工作面為3#、4#煤層合并開(kāi)采，留巷墻體較高大于3.5 m，本次工作面留巷設(shè)計(jì)充填墻寬4.0 m。

2.3 充填墻體的加固

為提高充填墻體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、完整性及結(jié)構(gòu)剛度，充填墻體內(nèi)應(yīng)合理布筋，若嚴(yán)格按照混凝土配筋原理進(jìn)行設(shè)計(jì)配筋，鋼筋使用量大，施工復(fù)雜，投入巨大。綜合考慮沿空留巷充填墻體所承受載荷及破壞形式，每次充填墻體長(zhǎng)度為2.4 m，寬度4 m，高度4m，具體配筋設(shè)計(jì)如下：以柱狀體框式配筋在充填墻體內(nèi)布筋，鋼筋骨架與金屬網(wǎng)組合，網(wǎng)間及網(wǎng)與鋼筋骨架間固定，采用金屬絲扎接牢固。

2.4 留巷充填方式和留巷位置

24207工作面采用機(jī)械支模進(jìn)行充填留巷，工作面回采4個(gè)循環(huán)進(jìn)行1次充填的作業(yè)循環(huán)，每次充填長(zhǎng)度為2.4 m。為了提高留巷的穩(wěn)定性，留巷設(shè)計(jì)采用小跨度留巷，留巷巷道寬度為3 m，墻體寬度4 m，其中3 m位于采空區(qū)內(nèi)。

3 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)沙曲礦沿空留巷“Y”型通風(fēng)煤與瓦斯共采關(guān)鍵技術(shù)的成功應(yīng)用，解決了雙突高瓦斯復(fù)雜應(yīng)力三軟煤層群進(jìn)入深部開(kāi)采面臨的合理通風(fēng)、瓦斯治理、巷道支護(hù)等重大安全生產(chǎn)技術(shù)難題。

（2）通過(guò)首采關(guān)鍵卸壓層，沿首采面采空區(qū)邊緣快速機(jī)械化構(gòu)筑高強(qiáng)支撐墻體將回采巷道保留下來(lái)；在留巷內(nèi)布置鉆孔抽采采空區(qū)及鄰近層卸壓瓦斯；采用無(wú)煤柱連續(xù)開(kāi)采，實(shí)現(xiàn)被保護(hù)層全面卸壓；綜采工作面采煤與卸壓瓦斯抽采同步推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了煤與瓦斯安全高效共采。

（3）抽采的高、低濃度瓦斯分別輸送到地面加以利用，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益顯著，實(shí)現(xiàn)了礦井的安全高效、可持續(xù)發(fā)展，為我國(guó)類(lèi)似條件高瓦斯突出礦井無(wú)煤柱沿空留巷煤與瓦斯共采提供了實(shí)踐指導(dǎo)與技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

[1] 柏發(fā)松，鄭群，周汝洪.高瓦斯煤層群開(kāi)采沿空留巷U型通風(fēng)煤與瓦斯共采試驗(yàn)研究[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2010（4）：40-45.

[2]袁亮.低透氣性煤層群無(wú)煤柱煤與瓦斯共采理論與實(shí)踐[J].中國(guó)科學(xué)院材料，2011（11）.

[3] 楊陽(yáng).三軟煤層巷道底板鉆孔卸壓的數(shù)值模擬優(yōu)化[J].中州煤炭，2009（11）：12-14.