本实用新型属于煤矿通风技术领域，具体涉及一种高突矿井采煤工作面U型通风系统。
背景技术：
高瓦斯、突出矿井瓦斯压力大，瓦斯含量高，采空区瓦斯容易积聚，特别是顶板垮落或老顶来压时，极容易造成高浓度瓦斯超限，制约着矿井的安全生产。
为解决高瓦斯、突出矿井回采工作面瓦斯涌出量大，上隅角瓦斯难以治理的问题，矿井大多选择三进两回、U并U、U+U等多巷通风方式，采用加大风量的措施稀释瓦斯。
然而，生产实践证明，通过使用多巷通风，发现存在诸多安全隐患：一是上隅角至尾部通风横川存在采空区通风，与《煤矿安全规程》禁止采空区通风的要求不相符合；二是大量采空区瓦斯从尾部通风横川带出、易造成瓦斯超限；三是开路横川至尾部通风横川存在角联通风，通风系统不稳定。
技术实现要素：
本实用新型针对现有高瓦斯、突出矿井多巷通风涉及的采空区通风，角联通风，通风系统不稳定及易造成瓦斯超限的问题，提供一种高突矿井采煤工作面U型通风系统。
本实用新型采用如下技术方案：
一种高突矿井采煤工作面U型通风系统，包括回采工作面和备用工作面，回采工作面和备用工作面之间设有煤柱，煤柱上设有横川，回采工作面底部顺槽为回采工作面进风巷，顶部顺槽为辅助回风巷，备用工作面底部为第一顺槽，顶部为第二顺槽，回采工作面进风巷和辅助回风巷相通，构成回采工作面U型通风系统，第一顺槽和第二顺槽相通，构成备用工作面通风系统，横川包括位于采空区的尾部横川和位于辅助回风巷回采工作面前的开路横川，尾部横川靠近第一顺槽的一端设有闭墙，尾部横川处设有抽放管路，与位于第一顺槽的抽放主管相连。
所述辅助回风巷内设有若干钻场，钻场内设有若干走向高位钻孔，第一顺槽中向辅助回风巷的横川设有若干穿透钻孔。
所述钻场每隔50m设置一个。
所述第二顺槽顶端设有双巷掘进巷道，第二顺槽和双巷掘进巷道之间设有煤柱。
所述走向高位钻孔的水平投影长度大于钻场间距10-20m，走向高位钻孔的末端与辅助回风巷的距离为3-40m。
所述走向高位钻孔的孔径不小于75mm。
所述走向高位钻孔的数量为5-8个。
所述横川的穿透钻孔为10个，穿透钻孔间距5m，穿透钻孔孔径250mm。
所述穿透钻孔在第一顺槽内的一端距离巷道底板的距离为1.8m，在辅助回风巷的一端距离巷道顶板的距离为0.5m。
本实用新型的有益效果如下：
1. 优化了原有通风系统，使三进两回、U并U、U+U等通风系统变为现在的U型通风系统，尾部横川由原来的通风横川变为现在封闭抽采，解决了尾部横川瓦斯不可控的状态，消除了瓦斯积聚的隐患。同时，消除了采空区通风，减少了采空区瓦斯涌出量，实现了U型通风。
2. 高瓦斯、突出矿井在使用U通风系统前，采煤工作面滞后上隅角的第一个开路横川内的瓦斯浓度经常处于1.0%以上，甚至还出现瓦斯浓度达到2.5%的情况，对安全的保障能力极为不足，使用U型通风系统后，滞后横川进行了封闭，上隅角瓦斯也控制在0.4%左右，极大保证了采煤工作面上隅角区域的瓦斯治理。
3. 高瓦斯、突出矿井使用U型通风后，采面的风排瓦斯大幅减少。上隅角、采空区涌出的瓦斯在未使用U型通风时经过滞后开路横川进入采面的回风系统，在使用U型通风后，通过采空区抽采、高位钻孔抽采、穿透孔抽采，瓦斯进入抽采系统中。
4. 各矿井采面受瓦斯影响，需每间隔50-60米，掘一横川，以满足瓦斯治理的需要，现使用U型通风后，横川间距可进一步增加，达到少打横川的目的，同时增加了资源回收量。
5. 原高瓦斯、突出矿井采面多采用多巷布置，存在4巷、5巷布置的采面，U型通风系统应用后，各矿可以减少巷道掘进数量，节约两巷之间的煤柱，顺槽布置由三巷掘进可改双巷掘进，下一工作面的巷道可以提前圈出，形成完整的通风系统。
总之，实现U型通风系统后，工作面瓦斯涌出总量减少，抽采量增加，风排瓦斯量降低，工作面配风量减少，瓦斯浓度大幅下降，作业环境得到改善，化解了瓦斯积聚超限的风险，更有利于保障安全生产。同时实现U型通风系统后，取消了上隅角后部施工木垛的工序及用量，消除了人员进入采空区后部空顶作业的安全隐患，安全效益显著。
附图说明
图1为本实用新型U型通风系统的结构示意图，图中箭头为风的流向；
图2为本实用新型的穿透钻孔抽采侧视结构示意图；
其中：1-回采工作面进风巷；2-回采工作面；3-走向高位钻孔；4-钻场；5-辅助回风巷；6-穿透钻孔；7-抽放管路；8-尾部横川；9-开路横川；10-抽放主管；11-第一顺槽；12-备用工作面；13-第二顺槽；14-煤柱；15-双巷掘进巷道；16-巷道顶板；17-巷道底板。
具体实施方式
结合附图，对本实用新型做进一步说明。
一种高突矿井采煤工作面U型通风系统，包括回采工作面2和备用工作面12，回采工作面2和备用工作面12之间设有煤柱14，煤柱14上设有横川，回采工作面2底部顺槽为回采工作面进风巷1，顶部顺槽为辅助回风巷5，备用工作面12底部为第一顺槽11，顶部为第二顺槽13，回采工作面进风巷1和辅助回风巷5相通，构成回采工作面U型通风系统，第一顺槽11和第二顺槽13相通，构成备用工作面通风系统，横川包括位于采空区的尾部横川8和位于辅助回风巷5回采工作面前的开路横川9，尾部横川8靠近第一顺槽11的一端设有闭墙，对回采工作面2采空区尾部进行封闭，消除采空区通风。尾部横川8处设有抽放管路10，与位于第一顺槽11的抽放主管10相连。辅助回风巷5中，在工作面前方设置的开路横川9，使一部分风流向备用工作面12巷道。
所述辅助回风巷5内设有若干钻场4，钻场4内设有若干走向高位钻孔3，第一顺槽11中向辅助回风巷5的横川设有若干穿透钻孔6。
所述钻场4每隔50m设置一个。
所述第二顺槽13顶端设有双巷掘进巷道15，第二顺槽13和双巷掘进巷道15之间设有煤柱14。
所述走向高位钻孔3的水平投影长度大于钻场4间距10-20m，走向高位钻孔3的末端与辅助回风巷5的距离为3-40m。
所述走向高位钻孔3的孔径不小于75mm。
所述走向高位钻孔3的数量为5-8个。
所述横川的穿透钻孔6为10个，穿透钻孔6间距5m，穿透钻孔6孔径250mm。
所述穿透钻孔6在第一顺槽11内的一端距离巷道底板17的距离为1.8m，在辅助回风巷5的一端距离巷道顶板16的距离为0.5m。
具体实施时，可在备用工作面12的第一顺槽11内敷设一趟DN560抽放管路7，然后在备用工作面12的第一顺槽11内每个通风横川口处接三通支管，支管连接闭墙400管路。当上一个通风横川封闭前，开启闭墙400管路阀门对采空区瓦斯进行抽放。并随着工作面的推进逐步调控阀门角度，利用大流量低压对深部采空区瓦斯进行封闭抽采，牵制瓦斯涌向上隅角、工作面。
顶板钻孔钻场布置地点不应受采动影响，并应避开地质构造带，同时应便于维护、利于封孔、保证抽采效果；顶板钻孔的终孔高度应位于煤层顶板的裂隙带内，并应避开冒落带，具体终孔层位高度应根据试验考察确定，未进行试验时，终孔距煤层工作面顶板高度可按8~12倍采高设计；走向钻孔的水平投影长度要大于钻场间距10m~20m，终孔位置距工作面回风顺槽距离宜为3m~40m；钻场内钻孔的数量应根据不同数量顶板钻孔抽采期间工作面回采的瓦斯涌出量情况考察试验确定，一般5~8个。
为避免钻孔受压塌孔，对穿透钻孔全程下套管进行护孔。
高突矿井采煤工作面U型通风系统的风流路线为:新鲜风流经回采工作面进风巷1进风，流经回采工作面2后，一部分风经辅助回风巷5流出，另一部分风经开路横川9流入备用工作面12第一、第二顺槽及双巷掘进巷道15。