專利名稱：一進(jìn)一回加內(nèi)錯(cuò)尾巷通風(fēng)方式治理落山角及采空區(qū)瓦斯的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于煤礦瓦斯治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種一進(jìn)一回加內(nèi)錯(cuò)尾巷通 風(fēng)方式治理落山角及采空區(qū)瓦斯的方法。
背景技術(shù)：
就發(fā)明人所知，目前綜采放頂煤工作面的瓦斯治理技術(shù)，初期是采 用一進(jìn)一回通風(fēng)系統(tǒng)，由于落山角瓦斯問(wèn)題突出，歷經(jīng)層間調(diào)壓(正反 向)、 一進(jìn)一回加外錯(cuò)尾巷通風(fēng)系統(tǒng)及抽出式風(fēng)機(jī)、移動(dòng)泵站抽排等階段， 來(lái)解決落山角瓦斯問(wèn)題，試驗(yàn)研究和推廣應(yīng)用表明，層間反向調(diào)壓鑒于對(duì)自然發(fā)火的影響，已明令禁止，正向調(diào)壓受井下條件限制，不具有推 廣的普遍性， 一進(jìn)一回加外錯(cuò)尾巷通風(fēng)對(duì)自燃發(fā)火影響大，尾巷維護(hù)困難， 造成抽排系統(tǒng)不暢通等，采用抽出式風(fēng)機(jī)、移動(dòng)泵站，雖然較好地解決 了本身的不安全因素，而且在解決落山角瓦斯問(wèn)題上效果也很不錯(cuò)，但 仍然存在回風(fēng)巷管路易受工作面前后運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾的擠壓，風(fēng)機(jī)、泵站運(yùn) 行存在人為因素的影響，管理難度也比較大的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為克服以上不足，提供的一種施工方便，安全可 靠，好管理，低成本解決落山角瓦斯問(wèn)題效果特別明顯的一進(jìn)一回加內(nèi)錯(cuò) 尾巷通風(fēng)方式治理落山角及采空區(qū)瓦斯的方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，所述的一進(jìn)一回加內(nèi)錯(cuò)尾巷通風(fēng)方式治理落山角 及采空區(qū)瓦斯的方法，采用工作面進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷沿15號(hào)煤底板布置，內(nèi) 錯(cuò)尾巷沿15號(hào)煤頂板布置， 一般水平距回風(fēng)巷10 15m，吸風(fēng)口至少要 伸入煤壁沿采空區(qū)方向5m以上，也就是說(shuō)要比綜放工作面的采場(chǎng)回風(fēng)口 滯后5m以上，其吸風(fēng)口垂直高于工作面采場(chǎng)空間底板近5m，即高度高于 工作面回風(fēng)落山角底板5m，內(nèi)錯(cuò)尾巷既位于綜放工作面回風(fēng)落山角的上 風(fēng)側(cè)，又位于15號(hào)煤層的頂部層位，再加上用外部局扇送風(fēng)(可提高回 風(fēng)落山角通風(fēng)壓力3. 0 6. 1Pa)、或在工作面回風(fēng)巷采用增阻的方法(視 工作面回風(fēng)落山角的瓦斯大小而調(diào)節(jié))，人為調(diào)節(jié)尾巷與回風(fēng)的通風(fēng)壓 差，保證使尾巷的通風(fēng)壓力低于回風(fēng)的通風(fēng)壓力，使尾巷的吸風(fēng)口就永 遠(yuǎn)處于低壓區(qū)，用增阻升壓法，即在工作面回風(fēng)巷設(shè)置二道調(diào)節(jié)風(fēng)卡， 以確保行人、運(yùn)料時(shí)壓力穩(wěn)定，該方法調(diào)壓范圍大，且在回風(fēng)升壓的同 時(shí)，也是使工作面回風(fēng)落山角、工作面采場(chǎng)范圍乃至采空區(qū)的整體升壓， 同時(shí)也會(huì)使尾巷通風(fēng)壓力降低，風(fēng)量增加，更利于尾巷匯集采空區(qū)瓦斯,抑制瓦斯向回風(fēng)落山角積聚。增阻調(diào)壓的范圍一般不易過(guò)大，回風(fēng)巷與尾巷壓差一般保持在20 60Pa、且尾巷的風(fēng)量占有總?cè)腼L(fēng)量的40%為宜。 具體情況要視工作面回風(fēng)落山角瓦斯?jié)舛鹊拇笮《m當(dāng)調(diào)節(jié)其壓差。進(jìn)、 回風(fēng)順槽沿煤層底板布置，采用鐵棚支護(hù)，斷面為9m2;內(nèi)錯(cuò)尾巷水平 距回風(fēng)順槽10m，沿15號(hào)煤層頂板布置，采用錨桿支護(hù)，巷道斷面為8m2， 用于解決工作面回風(fēng)落山角瓦斯。內(nèi)錯(cuò)尾巷沿工作面垂高方向看(剖面圖)，其吸風(fēng)口垂直高于工作面 采場(chǎng)空間底板近5m，即高度高于工作面回風(fēng)落山角底板5m，利于匯集工 作面采空區(qū)上部頂板煤巖層中卸壓后涌出的瓦斯。布置內(nèi)錯(cuò)尾巷使工作 面采空區(qū)側(cè)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓區(qū)，以控制大量瓦斯向回風(fēng)落山角積聚。綜放工作面采用一進(jìn)一回通風(fēng)時(shí)，因在工作面采場(chǎng)范圍內(nèi)只有一個(gè)出 風(fēng)口，這唯一的出風(fēng)口也是綜放面采場(chǎng)范圍內(nèi)唯一的最低壓力區(qū)，源源不 斷的采空區(qū)瓦斯也就只能向該處涌出，而且有壓力越低，瓦斯涌出量越大 的特點(diǎn)，也就是說(shuō)工作面配風(fēng)量越大時(shí)，絕對(duì)瓦斯涌出量也就越大，往往 造成綜放面回風(fēng)落山角瓦斯超限難以解決的問(wèn)題。 一進(jìn)一回+外錯(cuò)尾巷通風(fēng) 方式，試圖想改變一進(jìn)一回通風(fēng)的這一弊端，但由于其外錯(cuò)尾巷難以形成 全長(zhǎng)的全負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)(否則將要施工許多不必要的通風(fēng)巷道)，而且尾 巷、放瓦斯橫貫難以維護(hù)，常發(fā)生通風(fēng)不暢的問(wèn)題，更嚴(yán)重的是常會(huì)引發(fā) 煤層自然發(fā)火征兆，在近年來(lái)已應(yīng)用的7個(gè)綜放工作面中，均在尾巷風(fēng)流 中、工作面回風(fēng)落山角出現(xiàn)過(guò)CO氣體，且最短出現(xiàn)時(shí)間僅為工作面開(kāi)采后 3個(gè)月， 一般CO氣體濃度為O. 002%，個(gè)別工作面最大達(dá)O. 02%。由此看 來(lái)，即使采取加強(qiáng)尾巷、放瓦斯橫貫的支護(hù)措施后能夠保證通風(fēng)良好，但 也不易推廣應(yīng)用。工作面瓦斯涌出情況綜采放頂煤工作面初采推進(jìn)在10m以內(nèi)時(shí)，由于老頂尚未斷裂，鄰近 含瓦斯的煤巖層瓦斯尚未卸壓，這時(shí)工作面的瓦斯主要來(lái)源于割煤、放 煤過(guò)程中，從15號(hào)煤層釋放出的瓦斯量，根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，其絕對(duì)瓦斯量 為3. 75m3/min，相對(duì)瓦斯量3. 68m3 / t。隨著工作面的逐漸推進(jìn)，當(dāng)工作面距開(kāi)切巷10m以后時(shí)，由于頂板逐 漸冒落，含瓦斯的上鄰近層煤巖層逐步卸壓，瓦斯涌出量也逐漸增大。 當(dāng)工作面距切巷17m時(shí)，瓦斯涌出量增大到14. 34m3/min，出現(xiàn)第一次 涌出高峰，由于布置有內(nèi)錯(cuò)尾巷，靠風(fēng)排是可以解決的；當(dāng)工作面距切 巷24—34ra時(shí)，走向高抽巷開(kāi)始抽出瓦斯，抽放瓦斯量為14. 66m3 / min， 但風(fēng)排瓦斯量卻也呈上升趨勢(shì)，風(fēng)排瓦斯量達(dá)到28. 76m3/min，尾巷瓦 斯?jié)舛瘸霈F(xiàn)超限現(xiàn)象，瓦斯涌出總量達(dá)到43. 42m3/min，出現(xiàn)第二次涌 出高峰；當(dāng)工作面推進(jìn)至距切巷34m時(shí)，高抽巷得到充分卸壓并大量抽出瓦斯，抽放瓦斯量達(dá)到31, 8m3/min，風(fēng)排瓦斯量降為22. 47m3 / min， 但瓦斯總量卻升為54. 27m3/min。此后由于高抽巷的作用，工作面風(fēng)排 瓦斯量逐漸降低到10m3/min左右，工作面安全狀況有了保障。一進(jìn)一回+內(nèi)錯(cuò)尾巷的布置形式。工作面進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷沿15號(hào)煤底板 布置，內(nèi)錯(cuò)尾巷沿15號(hào)煤頂板布置， 一般水平距回風(fēng)巷10 15m，布置內(nèi) 錯(cuò)尾巷的目的就是使工作面采空區(qū)側(cè)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓區(qū)，以控制大量瓦斯 向回風(fēng)落山角積聚。內(nèi)錯(cuò)尾巷沿工作面走向方向看(示意圖)，其吸風(fēng)口至少要伸入煤壁 沿采空區(qū)方向5m以上，也就是說(shuō)要比綜放工作面的采場(chǎng)回風(fēng)口滯后5m以 上，便于匯集釆空區(qū)沿風(fēng)流方向涌出的瓦斯。內(nèi)錯(cuò)尾巷沿工作面垂高方向看(剖面圖)，其吸風(fēng)口垂直高于工作面 采場(chǎng)空間底板近5m，即高度高于工作面回風(fēng)落山角底板5m，利于匯集工 作面采空區(qū)上部頂板煤巖層中卸壓后涌出的瓦斯。綜放工作面采用一進(jìn)一回通風(fēng)時(shí)，因在工作面采場(chǎng)范圍內(nèi)只有一個(gè)出 風(fēng)口，這唯一的出風(fēng)口也是綜放面采場(chǎng)范圍內(nèi)唯一的最低壓力區(qū)，源源不 斷的采空區(qū)瓦斯也就只能向該處涌出，而且有壓力越低，瓦斯涌出量越大 的特點(diǎn)，也就是說(shuō)工作面配風(fēng)量越大時(shí)，絕對(duì)瓦斯涌出量也就越大，往往 造成綜放面回風(fēng)落山角瓦斯超限難以解決的問(wèn)題。 一進(jìn)一回+內(nèi)錯(cuò)尾巷通風(fēng) 方式，試圖想改變一進(jìn)一回通風(fēng)的這一弊端，但由于其外錯(cuò)尾巷難以形成 全長(zhǎng)的全負(fù)壓通風(fēng)系統(tǒng)(否則將要施工許多不必要的通風(fēng)巷道)，而且尾 巷、放瓦斯橫貫難以維護(hù)，常發(fā)生通風(fēng)不暢的問(wèn)題，更嚴(yán)重的是常會(huì)引發(fā) 煤層自然發(fā)火征兆，在近年來(lái)已應(yīng)用的7個(gè)綜放工作面中，均在尾巷風(fēng)流 中、工作面回風(fēng)落山角出現(xiàn)過(guò)CO氣體，且最短出現(xiàn)時(shí)間僅為工作面開(kāi)采后 3個(gè)月， 一般CO氣體濃度為O. 002%，個(gè)別工作面最大達(dá)O. 02%。由此看 來(lái)，即使采取加強(qiáng)尾巷、放瓦斯橫貫的支護(hù)措施后能夠保證通風(fēng)良好，但 也不易推廣應(yīng)用。一進(jìn)一回+內(nèi)錯(cuò)尾巷的通風(fēng)方式，恰好克服了一進(jìn)一回、 一進(jìn)一回+外錯(cuò)尾 巷的弊端，并達(dá)到了理想的目的。由5m以上，也就是說(shuō)要比綜放工作面的 采場(chǎng)回風(fēng)口滯后5m以上，便于匯集采空區(qū)沿風(fēng)流方向涌出的瓦斯。內(nèi)錯(cuò)尾巷沿工作面垂高方向看，其吸風(fēng)口垂直高于工作面采場(chǎng)空間 底板近5m，即高度高于工作面回風(fēng)落山角底板5m，利于匯集工作面采空 區(qū)上部頂板煤巖層中卸壓后涌出的瓦斯。由于內(nèi)錯(cuò)尾巷既位于綜放工作面回風(fēng)落山角的上風(fēng)側(cè)，又位于15號(hào) 煤層的頂部層位，再加上用外部局扇送風(fēng)(可提高回風(fēng)落山角通風(fēng)壓力 3. 0 6. 1Pa)、或在工作面回風(fēng)巷采用增阻的方法(視工作面回風(fēng)落山 角的瓦斯大小而調(diào)節(jié))，人為調(diào)節(jié)尾巷與回風(fēng)的通風(fēng)壓差，。并保證使尾巷的通風(fēng)壓力低于回風(fēng)的通風(fēng)壓力，這樣尾巷的吸風(fēng)口就永遠(yuǎn)處于低壓 區(qū)，自然而然就利于控制工作面采空區(qū)涌出的瓦斯，大大減緩了回風(fēng)落 山角的瓦斯涌出量，解決了回風(fēng)落山角瓦斯超限的問(wèn)題。


附圖為一進(jìn)一回+內(nèi)錯(cuò)尾巷通風(fēng)方式治理落山角及采空區(qū)瓦斯的方法結(jié)構(gòu)中l(wèi).進(jìn)風(fēng)巷，2.回風(fēng)巷，3. 5.內(nèi)錯(cuò)尾巷，4. 7.工作面，6.采空區(qū)
具體實(shí)施例方式用增阻升壓法，即在工作面回風(fēng)巷設(shè)置二道調(diào)節(jié)風(fēng)卡，以確保行人、 運(yùn)料時(shí)壓力穩(wěn)定，該方法調(diào)壓范圍大，且在回風(fēng)升壓的同時(shí)，也是使工作面回風(fēng)落山角、工作面采場(chǎng)范圍乃至采空區(qū)的整體升壓；同時(shí)也會(huì)使 尾巷通風(fēng)壓力降低，風(fēng)量增加，更利于尾巷匯集采空區(qū)瓦斯，抑制瓦斯 向回風(fēng)落山角積聚。增阻調(diào)壓的范圍一般不易過(guò)大，回風(fēng)巷與尾巷壓差 一般保持在20 60Pa、且尾巷的風(fēng)量占有總?cè)腼L(fēng)量的40%為宜。具體情 況要視工作面回風(fēng)落山角瓦斯?jié)舛鹊拇笮《m當(dāng)調(diào)節(jié)其壓差。一進(jìn)一回+內(nèi)錯(cuò)尾巷的通風(fēng)方式在生產(chǎn)實(shí)踐中研究試驗(yàn)成功后，取得了 很好的效果，隨后在其它工作面作了推廣應(yīng)用。凡采用一進(jìn)一回+內(nèi)錯(cuò)尾巷 布置的綜采放頂煤工作面，隨后均取消了外部局扇送風(fēng)稀釋回風(fēng)落山角 瓦斯的辦法和用對(duì)旋抽出式風(fēng)機(jī)(移動(dòng)抽放泵)埋管抽放采空區(qū)瓦斯的方 法，并且綜放工作面回風(fēng)落山角瓦斯通常均在O. 5%左右，極少達(dá)到l. 5 %以上，尾巷風(fēng)排瓦斯量占有到了工作面風(fēng)排瓦斯總量的64. 02% 79。 82%，平均75。 24%,也比一進(jìn)一回+外錯(cuò)尾巷通風(fēng)方式外錯(cuò)尾巷的排放率 57. 67%高出17. 57個(gè)百分點(diǎn)，這是埋管抽放法無(wú)法達(dá)到的。工作面采用一進(jìn)一回+內(nèi)錯(cuò)尾巷通風(fēng)方式，S卩進(jìn)、回風(fēng)順槽沿煤層 底板布置，采用鐵棚支護(hù)，斷面為9m2;內(nèi)錯(cuò)尾巷水平距回風(fēng)順槽10m， 沿15號(hào)煤層頂板布置，采用錨桿支護(hù)，巷道斷面為8m2，用于解決工作 面回風(fēng)落山角瓦斯。 一進(jìn)一回+內(nèi)錯(cuò)尾巷通風(fēng)方式是高瓦斯易燃煤層解決 落山角瓦斯的一條根本出路，陽(yáng)煤集團(tuán)已作為一條主要技術(shù)途徑加以制 度化。
權(quán)利要求
1.一進(jìn)一回+內(nèi)錯(cuò)尾巷通風(fēng)方式治理落山角及采空區(qū)瓦斯的方法，其特征在于采用工作面進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷沿15號(hào)煤底板布置，內(nèi)錯(cuò)尾巷沿15號(hào)煤頂板布置，一般水平距回風(fēng)巷10～15m，吸風(fēng)口至少要伸入煤壁沿采空區(qū)方向5m以上，也就是說(shuō)要比綜放工作面的采場(chǎng)回風(fēng)口滯后5m以上，其吸風(fēng)口垂直高于工作面采場(chǎng)空間底板近5m，即高度高于工作面回風(fēng)落山角底板5m，內(nèi)錯(cuò)尾巷既位于綜放工作面回風(fēng)落山角的上風(fēng)側(cè)，又位于15號(hào)煤層的頂部層位，進(jìn)、回風(fēng)順槽沿煤層底板布置，采用鐵棚支護(hù)，斷面為9m2；內(nèi)錯(cuò)尾巷水平距回風(fēng)順槽10m，沿15號(hào)煤層頂板布置，采用錨桿支護(hù)，巷道斷面為8m2。
2. —進(jìn)一回+內(nèi)錯(cuò)尾巷通風(fēng)方式治理落山角及采空區(qū)瓦斯的 方法，其特征在于外部局扇送風(fēng)或在工作面回風(fēng)巷采用增阻的方 法人為調(diào)節(jié)尾巷與回風(fēng)的通風(fēng)壓差，保證使尾巷的通風(fēng)壓力低 于回風(fēng)的通風(fēng)壓力，使尾巷的吸風(fēng)口就永遠(yuǎn)處于低壓區(qū)，用增 阻升壓法，即在工作面回風(fēng)巷設(shè)置二道調(diào)節(jié)風(fēng)卡，以確保行人、 運(yùn)料時(shí)壓力穩(wěn)定，該方法調(diào)壓范圍大，且在回風(fēng)升壓的同時(shí)， 也是使工作面回風(fēng)落山角、工作面采場(chǎng)范圍乃至采空區(qū)的整體 升壓，同時(shí)也會(huì)使尾巷通風(fēng)壓力降低，風(fēng)量增加，更利于尾巷 匯集采空區(qū)瓦斯，抑制瓦斯向回風(fēng)落山角積聚。
3. —進(jìn)一回+內(nèi)錯(cuò)尾巷通風(fēng)方式治理落山角及采空區(qū)瓦斯的方 法，其特征在于增阻調(diào)壓的范圍一般不易過(guò)大，回風(fēng)巷與尾巷壓 差一般保持在20 60Pa、且尾巷的風(fēng)量占有總?cè)腼L(fēng)量的40%為 宜。
全文摘要
一進(jìn)一回加內(nèi)錯(cuò)尾巷通風(fēng)方式治理落山角及采空區(qū)瓦斯的方法，解決了大量瓦斯向回風(fēng)落山角積聚的問(wèn)題，其特點(diǎn)是采用工作面進(jìn)風(fēng)巷、回風(fēng)巷沿15號(hào)煤底板布置，內(nèi)錯(cuò)尾巷沿15號(hào)煤頂板布置，一般水平距回風(fēng)巷10～15m，吸風(fēng)口至少要伸入煤壁沿采空區(qū)方向5m以上，也就是說(shuō)要比綜放工作面的采場(chǎng)回風(fēng)口滯后5m以上，吸風(fēng)口垂直高于工作面采場(chǎng)空間底板近5m，位于綜才工作面回風(fēng)落山角的上風(fēng)側(cè)，又位于15號(hào)煤層的頂部層位，進(jìn)、回風(fēng)順槽沿煤層底板布置，采用鐵棚支護(hù)，斷面為9m2，內(nèi)錯(cuò)尾巷水平距回風(fēng)順槽10m，沿15號(hào)煤層頂板布置，采用錨桿支護(hù)，巷道斷面為8m²，本發(fā)明具有施工方便。安全可靠，好管理，低成本效果明顯的優(yōu)點(diǎn)，特別適應(yīng)于煤礦瓦斯治理。
文檔編號(hào)E21F1/00GK101220749SQ20071013961
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月25日
發(fā)明者任發(fā)伍, 劉彥斌, 劉繼勇, 張吉林, 張福喜, 李寶玉, 浩 游, 趙石平, 趙長(zhǎng)春, 趙青云 申請(qǐng)人:陽(yáng)泉煤業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司