专利名称：一进一回加内错尾巷通风方式治理落山角及采空区瓦斯的方法
技术领域：
本发明属于煤矿瓦斯治理技术领域，具体涉及一种一进一回加内错尾巷通 风方式治理落山角及采空区瓦斯的方法。
背景技术：
就发明人所知，目前综采放顶煤工作面的瓦斯治理技术，初期是采 用一进一回通风系统，由于落山角瓦斯问题突出，历经层间调压(正反 向)、 一进一回加外错尾巷通风系统及抽出式风机、移动泵站抽排等阶段， 来解决落山角瓦斯问题，试验研究和推广应用表明，层间反向调压鉴于对自然发火的影响，已明令禁止，正向调压受井下条件限制，不具有推 广的普遍性， 一进一回加外错尾巷通风对自燃发火影响大，尾巷维护困难， 造成抽排系统不畅通等，采用抽出式风机、移动泵站，虽然较好地解决 了本身的不安全因素，而且在解决落山角瓦斯问题上效果也很不错，但 仍然存在回风巷管路易受工作面前后运输机机尾的挤压，风机、泵站运 行存在人为因素的影响，管理难度也比较大的缺陷。
发明内容
本发明的目的就是为克服以上不足，提供的一种施工方便，安全可 靠，好管理，低成本解决落山角瓦斯问题效果特别明显的一进一回加内错 尾巷通风方式治理落山角及采空区瓦斯的方法。本发明是这样实现的，所述的一进一回加内错尾巷通风方式治理落山角 及采空区瓦斯的方法，采用工作面进风巷、回风巷沿15号煤底板布置，内 错尾巷沿15号煤顶板布置， 一般水平距回风巷10 15m，吸风口至少要 伸入煤壁沿采空区方向5m以上，也就是说要比综放工作面的采场回风口 滞后5m以上，其吸风口垂直高于工作面采场空间底板近5m，即高度高于 工作面回风落山角底板5m，内错尾巷既位于综放工作面回风落山角的上 风侧，又位于15号煤层的顶部层位，再加上用外部局扇送风(可提高回 风落山角通风压力3. 0 6. 1Pa)、或在工作面回风巷采用增阻的方法(视 工作面回风落山角的瓦斯大小而调节)，人为调节尾巷与回风的通风压 差，保证使尾巷的通风压力低于回风的通风压力，使尾巷的吸风口就永 远处于低压区，用增阻升压法，即在工作面回风巷设置二道调节风卡， 以确保行人、运料时压力稳定，该方法调压范围大，且在回风升压的同 时，也是使工作面回风落山角、工作面采场范围乃至采空区的整体升压， 同时也会使尾巷通风压力降低，风量增加，更利于尾巷汇集采空区瓦斯,抑制瓦斯向回风落山角积聚。增阻调压的范围一般不易过大，回风巷与尾巷压差一般保持在20 60Pa、且尾巷的风量占有总入风量的40%为宜。 具体情况要视工作面回风落山角瓦斯浓度的大小而适当调节其压差。进、 回风顺槽沿煤层底板布置，采用铁棚支护，断面为9m2;内错尾巷水平 距回风顺槽10m，沿15号煤层顶板布置，采用锚杆支护，巷道断面为8m2， 用于解决工作面回风落山角瓦斯。内错尾巷沿工作面垂高方向看(剖面图)，其吸风口垂直高于工作面 采场空间底板近5m，即高度高于工作面回风落山角底板5m，利于汇集工 作面采空区上部顶板煤岩层中卸压后涌出的瓦斯。布置内错尾巷使工作 面采空区侧产生一个负压区，以控制大量瓦斯向回风落山角积聚。综放工作面采用一进一回通风时，因在工作面采场范围内只有一个出 风口，这唯一的出风口也是综放面采场范围内唯一的最低压力区，源源不 断的采空区瓦斯也就只能向该处涌出，而且有压力越低，瓦斯涌出量越大 的特点，也就是说工作面配风量越大时，绝对瓦斯涌出量也就越大，往往 造成综放面回风落山角瓦斯超限难以解决的问题。 一进一回+外错尾巷通风 方式，试图想改变一进一回通风的这一弊端，但由于其外错尾巷难以形成 全长的全负压通风系统(否则将要施工许多不必要的通风巷道)，而且尾 巷、放瓦斯横贯难以维护，常发生通风不畅的问题，更严重的是常会引发 煤层自然发火征兆，在近年来已应用的7个综放工作面中，均在尾巷风流 中、工作面回风落山角出现过CO气体，且最短出现时间仅为工作面开采后 3个月， 一般CO气体浓度为O. 002%，个别工作面最大达O. 02%。由此看 来，即使采取加强尾巷、放瓦斯横贯的支护措施后能够保证通风良好，但 也不易推广应用。工作面瓦斯涌出情况综采放顶煤工作面初采推进在10m以内时，由于老顶尚未断裂，邻近 含瓦斯的煤岩层瓦斯尚未卸压，这时工作面的瓦斯主要来源于割煤、放 煤过程中，从15号煤层释放出的瓦斯量，根据实测数据，其绝对瓦斯量 为3. 75m3/min，相对瓦斯量3. 68m3 / t。随着工作面的逐渐推进，当工作面距开切巷10m以后时，由于顶板逐 渐冒落，含瓦斯的上邻近层煤岩层逐步卸压，瓦斯涌出量也逐渐增大。 当工作面距切巷17m时，瓦斯涌出量增大到14. 34m3/min，出现第一次 涌出高峰，由于布置有内错尾巷，靠风排是可以解决的；当工作面距切 巷24—34ra时，走向高抽巷开始抽出瓦斯，抽放瓦斯量为14. 66m3 / min， 但风排瓦斯量却也呈上升趋势，风排瓦斯量达到28. 76m3/min，尾巷瓦 斯浓度出现超限现象，瓦斯涌出总量达到43. 42m3/min，出现第二次涌 出高峰；当工作面推进至距切巷34m时，高抽巷得到充分卸压并大量抽出瓦斯，抽放瓦斯量达到31, 8m3/min，风排瓦斯量降为22. 47m3 / min， 但瓦斯总量却升为54. 27m3/min。此后由于高抽巷的作用，工作面风排 瓦斯量逐渐降低到10m3/min左右，工作面安全状况有了保障。一进一回+内错尾巷的布置形式。工作面进风巷、回风巷沿15号煤底板 布置，内错尾巷沿15号煤顶板布置， 一般水平距回风巷10 15m，布置内 错尾巷的目的就是使工作面采空区侧产生一个负压区，以控制大量瓦斯 向回风落山角积聚。内错尾巷沿工作面走向方向看(示意图)，其吸风口至少要伸入煤壁 沿采空区方向5m以上，也就是说要比综放工作面的采场回风口滞后5m以 上，便于汇集釆空区沿风流方向涌出的瓦斯。内错尾巷沿工作面垂高方向看(剖面图)，其吸风口垂直高于工作面 采场空间底板近5m，即高度高于工作面回风落山角底板5m，利于汇集工 作面采空区上部顶板煤岩层中卸压后涌出的瓦斯。综放工作面采用一进一回通风时，因在工作面采场范围内只有一个出 风口，这唯一的出风口也是综放面采场范围内唯一的最低压力区，源源不 断的采空区瓦斯也就只能向该处涌出，而且有压力越低，瓦斯涌出量越大 的特点，也就是说工作面配风量越大时，绝对瓦斯涌出量也就越大，往往 造成综放面回风落山角瓦斯超限难以解决的问题。 一进一回+内错尾巷通风 方式，试图想改变一进一回通风的这一弊端，但由于其外错尾巷难以形成 全长的全负压通风系统(否则将要施工许多不必要的通风巷道)，而且尾 巷、放瓦斯横贯难以维护，常发生通风不畅的问题，更严重的是常会引发 煤层自然发火征兆，在近年来已应用的7个综放工作面中，均在尾巷风流 中、工作面回风落山角出现过CO气体，且最短出现时间仅为工作面开采后 3个月， 一般CO气体浓度为O. 002%，个别工作面最大达O. 02%。由此看 来，即使采取加强尾巷、放瓦斯横贯的支护措施后能够保证通风良好，但 也不易推广应用。一进一回+内错尾巷的通风方式，恰好克服了一进一回、 一进一回+外错尾 巷的弊端，并达到了理想的目的。由5m以上，也就是说要比综放工作面的 采场回风口滞后5m以上，便于汇集采空区沿风流方向涌出的瓦斯。内错尾巷沿工作面垂高方向看，其吸风口垂直高于工作面采场空间 底板近5m，即高度高于工作面回风落山角底板5m，利于汇集工作面采空 区上部顶板煤岩层中卸压后涌出的瓦斯。由于内错尾巷既位于综放工作面回风落山角的上风侧，又位于15号 煤层的顶部层位，再加上用外部局扇送风(可提高回风落山角通风压力 3. 0 6. 1Pa)、或在工作面回风巷采用增阻的方法(视工作面回风落山 角的瓦斯大小而调节)，人为调节尾巷与回风的通风压差，。并保证使尾巷的通风压力低于回风的通风压力，这样尾巷的吸风口就永远处于低压 区，自然而然就利于控制工作面采空区涌出的瓦斯，大大减缓了回风落 山角的瓦斯涌出量，解决了回风落山角瓦斯超限的问题。
附图为一进一回+内错尾巷通风方式治理落山角及采空区瓦斯的方法结构中l.进风巷，2.回风巷，3. 5.内错尾巷，4. 7.工作面，6.采空区
具体实施例方式用增阻升压法，即在工作面回风巷设置二道调节风卡，以确保行人、 运料时压力稳定，该方法调压范围大，且在回风升压的同时，也是使工作面回风落山角、工作面采场范围乃至采空区的整体升压；同时也会使 尾巷通风压力降低，风量增加，更利于尾巷汇集采空区瓦斯，抑制瓦斯 向回风落山角积聚。增阻调压的范围一般不易过大，回风巷与尾巷压差 一般保持在20 60Pa、且尾巷的风量占有总入风量的40%为宜。具体情 况要视工作面回风落山角瓦斯浓度的大小而适当调节其压差。一进一回+内错尾巷的通风方式在生产实践中研究试验成功后，取得了 很好的效果，随后在其它工作面作了推广应用。凡采用一进一回+内错尾巷 布置的综采放顶煤工作面，随后均取消了外部局扇送风稀释回风落山角 瓦斯的办法和用对旋抽出式风机(移动抽放泵)埋管抽放采空区瓦斯的方 法，并且综放工作面回风落山角瓦斯通常均在O. 5%左右，极少达到l. 5 %以上，尾巷风排瓦斯量占有到了工作面风排瓦斯总量的64. 02% 79。 82%，平均75。 24%,也比一进一回+外错尾巷通风方式外错尾巷的排放率 57. 67%高出17. 57个百分点，这是埋管抽放法无法达到的。工作面采用一进一回+内错尾巷通风方式，S卩进、回风顺槽沿煤层 底板布置，采用铁棚支护，断面为9m2;内错尾巷水平距回风顺槽10m， 沿15号煤层顶板布置，采用锚杆支护，巷道断面为8m2，用于解决工作 面回风落山角瓦斯。 一进一回+内错尾巷通风方式是高瓦斯易燃煤层解决 落山角瓦斯的一条根本出路，阳煤集团已作为一条主要技术途径加以制 度化。
权利要求
1.一进一回+内错尾巷通风方式治理落山角及采空区瓦斯的方法，其特征在于采用工作面进风巷、回风巷沿15号煤底板布置，内错尾巷沿15号煤顶板布置，一般水平距回风巷10～15m，吸风口至少要伸入煤壁沿采空区方向5m以上，也就是说要比综放工作面的采场回风口滞后5m以上，其吸风口垂直高于工作面采场空间底板近5m，即高度高于工作面回风落山角底板5m，内错尾巷既位于综放工作面回风落山角的上风侧，又位于15号煤层的顶部层位，进、回风顺槽沿煤层底板布置，采用铁棚支护，断面为9m2；内错尾巷水平距回风顺槽10m，沿15号煤层顶板布置，采用锚杆支护，巷道断面为8m2。
2. —进一回+内错尾巷通风方式治理落山角及采空区瓦斯的 方法，其特征在于外部局扇送风或在工作面回风巷采用增阻的方 法人为调节尾巷与回风的通风压差，保证使尾巷的通风压力低 于回风的通风压力，使尾巷的吸风口就永远处于低压区，用增 阻升压法，即在工作面回风巷设置二道调节风卡，以确保行人、 运料时压力稳定，该方法调压范围大，且在回风升压的同时， 也是使工作面回风落山角、工作面采场范围乃至采空区的整体 升压，同时也会使尾巷通风压力降低，风量增加，更利于尾巷 汇集采空区瓦斯，抑制瓦斯向回风落山角积聚。
3. —进一回+内错尾巷通风方式治理落山角及采空区瓦斯的方 法，其特征在于增阻调压的范围一般不易过大，回风巷与尾巷压 差一般保持在20 60Pa、且尾巷的风量占有总入风量的40%为 宜。
全文摘要
一进一回加内错尾巷通风方式治理落山角及采空区瓦斯的方法，解决了大量瓦斯向回风落山角积聚的问题，其特点是采用工作面进风巷、回风巷沿15号煤底板布置，内错尾巷沿15号煤顶板布置，一般水平距回风巷10～15m，吸风口至少要伸入煤壁沿采空区方向5m以上，也就是说要比综放工作面的采场回风口滞后5m以上，吸风口垂直高于工作面采场空间底板近5m，位于综才工作面回风落山角的上风侧，又位于15号煤层的顶部层位，进、回风顺槽沿煤层底板布置，采用铁棚支护，断面为9m2，内错尾巷水平距回风顺槽10m，沿15号煤层顶板布置，采用锚杆支护，巷道断面为8m<sup>2</sup>，本发明具有施工方便。安全可靠，好管理，低成本效果明显的优点，特别适应于煤矿瓦斯治理。
文档编号E21F1/00GK101220749SQ20071013961
公开日2008年7月16日 申请日期2007年10月25日 优先权日2007年10月25日
发明者任发伍, 刘彦斌, 刘继勇, 张吉林, 张福喜, 李宝玉, 浩 游, 赵石平, 赵长春, 赵青云 申请人:阳泉煤业(集团)有限责任公司