一种开采易自燃煤层工作面的通风方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及煤矿安全生产领域，特别是一种开采易自燃煤层工作面的通风方法。
【背景技术】
[0002] 根据《矿井防灭火规范》关于开采自燃火灾严重的采区或工作面，应考虑建立局部 反风系统的规定，易自燃煤层工作面的布置优先考虑完善的局部反风系统。因采煤工作面 的上下巷全都布置在煤层中，其回风系统采用回风上(下）山、回风联络巷、或者风桥与专用 回风巷相联通构成。回风斜巷、回风联络巷或者风桥均布置在煤层中，这些巷道受矿压的影 响大，变形严重，维护十分困难，同时回风线路也较长，回风系统很不稳定，因此急需抓住通 风防火的基础环节，坚持简化通风系统的原则，设计一种更加稳定可靠的通风方法来代替 原有系统势在必行。
【发明内容】
[0003] 针对上述情况，为解决现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种开采易自燃 煤层工作面的通风方法，可有效解决现有回风系统不稳定导致的巷道受回采动压的影响， 变形严重，维护十分困难，同时回风线路也较长的问题。
[0004] 本发明解决的技术方案是，包括以下步骤：1)腰巷的掘进；2)工作面回风巷道的 掘进；3)工作面巷道的掘进；4)通风设施的构筑；5)工作面正常通风；6)工作面通风路线； 7)工作面局部反风；8)局部反风路线；9)回撤工作面顶板施工防火钻孔。
[0005] 本发明通过暗立井设计使得通风方法具有回风线路简单，通风系统稳定的特点； 基本不需要维护，防火钻孔的设置降低了工作面回撤期防火难度，缩短工作面回撤工期，是 开采易自燃煤层工作面的通风方法上的创新。
【附图说明】
[0006] 图1为本发明的易自燃煤层工作面通风系统示意图。
[0007] 图2为本发明的实施例21102工作面通风系统示意图。
【具体实施方式】
[0008] 以下结合附图对本发明的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0009] 由图1给出，本发明包括以下步骤： 1) 首先在工作面设计停采线以外掘进一条与切眼平行的腰巷，腰巷布置在工作面设计 停米线以外40-60米； 2) 在腰巷内靠近采区回风巷侧开口掘进一条10-20米的上部回风联络巷，上部回风联 络巷掘进到位后，向下掘进回风暗立井至与采区回风巷同一水平面后，掘进下部回风联络 巷与采区回风巷相连通，使上部回风联络巷、回风暗立井、下部回风联络巷与采区回风巷贯 通，完成工作面回风巷道的掘进； 3) 掘进工作面的上巷到达切眼位置，向下掘进切眼上段，工作面的下巷掘进到达切眼 位置，掘进切眼下段与切眼上段贯通，使上巷、下巷、腰巷、上部回风联络巷、回风暗立井、下 部回风联络巷与采区回风巷贯通，完成工作面巷道的掘进，在工作面的上、下巷掘进期间先 掘进腰巷、上部回风联络巷、暗立井、下部回风联络巷，构成工作面回风系统，减少掘进期间 的串联通风现象； 4) 下部回风联络巷与回风暗立井贯通前，在工作面的上巷外段布置一组双向调节风 门，下巷外段布置一组常开风门，下部回风联络巷布置一组双向调节风门，保证掘进通风系 统稳定可靠，工作面切眼贯通前，在腰巷布置一组双向调节风门、一组常开风门，三组双向 调节风门和两组常开风门构成通风系统，完成工作面所有通风设施的构筑； 5) 当工作面通风时，关闭上巷外段和腰巷两组双向调节风门（1、2组)，使巷道风速满足 v>0. 15m/s，打开下巷外段、腰巷两组常开风门（4、5组)，关闭下部回风联络巷双向调节风 门（3组)，使工作面风速满足《煤矿矿井风量计算方法》的要求，具体是：工作面实际需风量 计算， (1) 按气象条件计算 Qcf =60X70%XvcfXScfXkchXkcl 式 1) 式中： vcf一米煤工作面的风速； Srf-采煤工作面的平均有效断面积； kch-米煤工作面米_调整系数； 1^一采煤工作面长度调整系数； 70%-有效通风断面系数； 60-为单位换算产生的系数； (2) 按照瓦斯涌出量计算 Qcf= 100 X 心 x 4g 式 2 ) 式中： -采煤工作面回风巷风流中平均绝对瓦斯量； -采煤工作面瓦斯涌出不均匀的备用风量系数； 100-按采煤工作面回风流中瓦斯的浓度不应超过1 %的换算系数； (3) 按照二氧化碳涌出量计算 Qcf=67X免。X4。式 3) 式中： %。一采煤工作面回风巷风流中平均绝对〇)2涌出量； 夂。一采煤工作面〇)2涌出不均匀的备用风量系数； 67-按采煤工作面回风流中0)2的浓度不应超过1. 5%的换算系数； (4) 按工作人员数量验算 Qcf>4 沁式 4) 式中： -取采煤面交接班时最多人数； 4一每人需风量，m3/min ; (5)按风速进行验算 ① 验算最小风量 Qcf^ 60X0. 25 5；b式5) 4b=4X4fX70% 式 6) 式中： Sa-采煤工作面最大控顶有效断面积，m2; lcb一米煤工作面最大控顶距，m ; hCf一米煤工作面实际米商，m ; 0. 25-采煤工作面允许的最小风速，m/s ; 70%-有效通风断面系数； ② 验算最大风量 Qcf<60X4.0 5；sS7) Scs=lesXhefX70%式8) 式中： 采煤工作面最小控顶有效断面积； hCf一米煤工作面实际米商； lcs一米煤工作面最小控顶距； 4. 0-采煤工作面允许的最大风速； 70%-有效通风断面系数； ③ 综合机械化采煤工作面，在采取煤层注水和采煤机喷雾降尘等措施后，验算最大风 量 Qcf彡60X5.0Scs式9) Scs=lcsXhcfX70%式10) 式中： 5.0-采煤工作面允许的最大风速，m/s ;工作面实际需要风量应大于气象条件、瓦斯、 二氧化碳规定计算的最大风量，且满足工作人员、最小风量和最大风量的验算； 6) 工作面通风路线为：采区进风巷一工作面的下巷一工作面一工作面的上巷一腰巷一 上部回风联络巷一回风暗立井一下部回风联络巷一采区回风巷； 7)当工作面局部反风时，关闭下巷外段和腰巷两组常开风门（4、5组)，使巷道风速满足 v彡0. 15m/s，打开上巷外段和腰巷两组双向调节风门（1、2组)，关闭下部回风联络巷双向 调节风门（3组)，反风动作后在lOmin内改变巷道中的风流方向，当风流方向改变后，其风 量应不小于正常风量的40% ; 8) 工作面反风路线为：采区进风巷一工作面上巷一工作面一工作面下巷一腰巷一上部 回风联络巷一回风暗立井一下郃回风联络巷一米区回风巷； 9)利用腰巷向停采后工作面顶板平行布置防火钻孔，以降低工作面回撤期防火难度。
[0010] 本发明在实施中，以申请人所开采的21102工作面为例，详述如下： 由图2给出21102工作面，21102工作面位于21盘区煤轨下山西翼，自上而下第4个工 作面。工作面可采走向长度967m，倾斜长193. 5m，21102综放工作面所采煤层为侏罗系中统 下段义马组2-3煤，煤层具有自燃倾向性，属容易自燃，自燃倾向性等级为I类。通风方法 具体包括以下步骤： 1) 21102工作面上巷自采区进风巷（21区行人下山）开口掘进110米到达腰巷位置，腰 巷布置在工作面停采线以外50米； 2) 掘30米腰巷上段到达21102回风联络巷位置，掘进上部回风联络巷20米到达回风 暗立井位置，掘进41米回风暗立井，21102工作面下巷自采区进风巷（21区行人下山）开口 掘进112米到达腰巷位置，掘163. 5米腰巷下段与已掘进腰巷上段贯通，21102回风联络巷 自采区回风巷（21区回风下山)开口掘进下部回风联络巷130米与回风暗立井贯通，完成工 作面回风巷道的掘进； 3) 21102上巷掘进1020米到达切眼位置，向下掘进切眼上段70米，21102下巷掘进 1028米到达切眼位置，掘进切眼123. 5米与上段切眼贯通，完成工作面巷道掘进； 4) 下部回风联络巷与回风暗立井的贯通前，在工作面上巷外段布置一组双向调节风 门，下巷外段布置一组常开风门，下部回风联络巷布置一组双向调节风门，保证掘进通风系 统稳定可靠，工作面切眼贯通前在腰巷布置一组双向调节风门、一组常开风门，完成工作面 所有通风设施的构筑； 5) 21102工作面采用下巷进风，上巷回风的全负压上行通风方式，当工作面需要正常通