專利名稱：一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤礦開采工藝，具體涉及一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
煤礦開采中，需要保持回采巷道的通風(fēng)順暢，以確保施工的安全以及采煤工作面上隅角瓦斯的擴(kuò)散。上隅角瓦斯積聚主要指回風(fēng)區(qū)上隅角瓦斯，積聚的原因有如下幾方面一是采煤工作面上隅角這個(gè)地方是采空區(qū)漏風(fēng)出口，如果回風(fēng)不暢，瓦斯容易匯集在這里；二是回風(fēng)區(qū)采煤工作面上隅角是渦流區(qū)，空氣在這里容易形成渦流；三是由于瓦斯密度比空氣小，所以瓦斯有向上云浮的趨勢(shì)。現(xiàn)在較落后的回采巷道設(shè)計(jì)是“U”型巷道，如圖I所示，進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷與采煤工 作面構(gòu)成“U”字型，這種設(shè)計(jì)幾乎把上述積聚的可能性都包括了。在此基礎(chǔ)上，有人設(shè)計(jì)了“U+L”型巷道，如圖2所示，在回風(fēng)巷的旁邊附加了一條排瓦斯巷，排瓦斯巷與回風(fēng)巷之間隔段由幾條聯(lián)絡(luò)巷連通，各聯(lián)絡(luò)巷之間的距離為60 IOOm左右。當(dāng)采煤工作面位于I號(hào)聯(lián)絡(luò)巷前方時(shí)，I號(hào)聯(lián)絡(luò)巷與排瓦斯巷相通，其他各巷堵死，隨著工作面的前移，采空區(qū)的推進(jìn)，I號(hào)聯(lián)絡(luò)巷被采空區(qū)堵住，II號(hào)聯(lián)絡(luò)巷被打開，……如此下去。由于瓦斯都排到了排瓦斯巷，造成排瓦斯巷瓦斯積聚升高，如果沒有有效的排氣措施，這里也存在危險(xiǎn)。還有人提出了 “Y”型巷道，如圖3所示，在采空區(qū)旁邊開設(shè)一條排瓦斯巷與回風(fēng)巷相通，由于采空區(qū)旁邊開設(shè)排瓦斯巷比較困難，加之排瓦斯巷與回風(fēng)巷相通，成為風(fēng)道，瓦斯?jié)舛却笕菀字?。還有人提出了 “W”型巷道，是在采煤層中間開出一條進(jìn)風(fēng)巷道，如圖4所示，這種情況只不過是使采空區(qū)漏風(fēng)范圍小了，但是上、下隅角都有瓦斯，改進(jìn)用途不大。
發(fā)明內(nèi)容因此，針對(duì)采煤工作面上隅角瓦斯積聚的問題，本實(shí)用新型提供了一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)構(gòu)成雙“U”型回采巷道，能夠有效排除上隅角瓦斯，同時(shí)也能防止著火，還能提供注水通道。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)，其特征是，在原“U”型回采巷道的基礎(chǔ)上，增加一條工藝巷，所述工藝巷置于煤層頂部且靠近回風(fēng)巷內(nèi)側(cè)，與回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷平行，所述進(jìn)風(fēng)巷通過工作面分別與回風(fēng)巷、工藝巷連通，構(gòu)成兩條“U”型通風(fēng)道；所述工藝巷內(nèi)既有全負(fù)壓通風(fēng)，同時(shí)也設(shè)置通風(fēng)機(jī)局部通風(fēng)。較佳的是,工藝巷位于回風(fēng)巷內(nèi)側(cè)水平距離10 15m位置處。一般來講，工藝巷的斷面積比回風(fēng)巷斷面積略小。進(jìn)一步地，還在回風(fēng)巷設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門，調(diào)節(jié)回風(fēng)巷的風(fēng)量，通過工藝巷的分流作用和調(diào)節(jié)風(fēng)門的均壓作用相結(jié)合，減少向采空區(qū)漏風(fēng)和流向上隅角處的瓦斯。進(jìn)一步地，在工藝巷內(nèi)還布置有鉆場(chǎng)，抽采瓦斯、向煤層注水或注阻化液。[0010]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本實(shí)用新型在原有“U”型回采巷道的基礎(chǔ)上，在距離采煤工作面回風(fēng)巷附近的煤層頂部增設(shè)一條工藝巷，該工藝巷不僅可以和進(jìn)風(fēng)巷構(gòu)成一條通風(fēng)回路，將原回風(fēng)巷的回風(fēng)分流，避免回風(fēng)區(qū)上隅角瓦斯的積聚。2、還可以在工藝巷內(nèi)布置鉆場(chǎng)，抽放本煤層、鄰近層和采空區(qū)瓦斯；還可以打鉆向煤層注水或注阻化液，達(dá)到降塵與防火的目的，與生產(chǎn)互不干擾。3、工藝巷內(nèi)設(shè)計(jì)全負(fù)壓通風(fēng)加局部用風(fēng)點(diǎn)通風(fēng)，保持了工藝巷內(nèi)通風(fēng)穩(wěn)定。4、在原回風(fēng)巷入口處設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門，調(diào)節(jié)回風(fēng)巷和工藝巷的分流量，有效防止上隅角瓦斯積聚及采空區(qū)自燃。為我國高瓦斯、易自燃煤層有效防治瓦斯積聚與采空區(qū)自燃提供了理論依據(jù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為礦井災(zāi)害的綜合治理提供了新的思路與途徑。

圖I是“U”型回采巷道設(shè)計(jì)俯視圖；圖2是“U+L”型巷道設(shè)計(jì)俯視圖；圖3是“Y”型巷道設(shè)計(jì)俯視圖；圖4是“W”型巷道設(shè)計(jì)俯視圖；圖5是本實(shí)用新型雙“U”型回采巷道在放頂煤采煤法中的橫截面圖；圖6是本實(shí)用新型雙“U”型回采巷道在一次采全高采煤法中的橫截面圖；圖7是本實(shí)用新型雙“U”型回采巷道設(shè)計(jì)俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖5、圖6所示，本實(shí)用新型提供的回采巷道結(jié)構(gòu)是，在原“U”型回采巷道的基礎(chǔ)上，增設(shè)一條工藝巷1，位于采煤工作面回風(fēng)巷內(nèi)側(cè)，水平距離約10 15m，高度是在煤層頂部，與進(jìn)風(fēng)巷2、回風(fēng)巷3均平行。根據(jù)采煤法的不同，工藝巷的具體位置也不同，是依據(jù)CFD(計(jì)算流體力學(xué))和滲流力學(xué)理論，結(jié)合工作面、采空區(qū)的多孔介質(zhì)特性，采用數(shù)值模擬的方法來確定的，圖5所示為放頂煤采煤法的實(shí)施例，工藝巷I位于煤層頂部，靠近并高于回風(fēng)巷3，此處恰為采煤工作面上隅角瓦斯的積聚地，有效防止了工作面上隅角瓦斯積聚和采空區(qū)煤炭自燃；圖6所示為一次采全高采煤法的實(shí)施例，工藝巷I位于煤層頂部，靠近并與回風(fēng)巷3等高平齊，主要采集工作面瓦斯。原“U”型回采巷道包括進(jìn)風(fēng)巷2和回風(fēng)巷3，通過工作面4連通，形成“U”型回采巷道。本實(shí)用新型加入工藝巷I后，進(jìn)風(fēng)巷2與工藝巷I通過工作面4連通，又形成另一條“U”型通道，兩條通風(fēng)道共同通風(fēng)，由此可以將欲進(jìn)入回風(fēng)巷3中的瓦斯分流，如圖7所示。在工藝巷I內(nèi)既與回風(fēng)巷3—樣，有全負(fù)壓通風(fēng)；同時(shí)，還局部設(shè)置有通風(fēng)機(jī)5，進(jìn)行局部通風(fēng)點(diǎn)通風(fēng)，使得工藝巷內(nèi)形成穩(wěn)定的風(fēng)流，有利于瓦斯的排放。在回風(fēng)巷3入口處設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門6，通過工藝巷的分流作用和調(diào)節(jié)風(fēng)門的均壓作用相結(jié)合，減少向采空區(qū)7漏風(fēng)。還可以在工藝巷I內(nèi)布置鉆場(chǎng)，抽放本煤層、鄰近層和采空區(qū)瓦斯，采前預(yù)抽與邊采邊抽相結(jié)合；還可以打鉆向煤層注水或注阻化液，達(dá)到降塵與防火的目的，與生產(chǎn)互不干擾。[0023]上述對(duì)于工藝巷I的巷道斷面積并沒有嚴(yán)格要求，一般比回風(fēng)巷道斷面積略小一些為好，可以通過設(shè)置調(diào)節(jié)風(fēng)門調(diào)節(jié)風(fēng)量；支護(hù)也沒有特殊要求。放頂煤開采時(shí)，工藝巷內(nèi)的瓦斯管理既可以按照工作面回風(fēng)巷管理，也可以按照專用排放瓦斯巷道管理；采用其他采煤方法時(shí)，工藝巷內(nèi)的瓦斯管理要嚴(yán)格按照工作面回
風(fēng)巷管理。本實(shí)用新型通過工藝巷的設(shè)置，使工作面上隅角瓦斯被回風(fēng)巷和工藝巷分流，上隅角瓦斯不易積聚，濃度減小；同時(shí)由于 回風(fēng)半徑變小，采空區(qū)的漏風(fēng)區(qū)減小，采空區(qū)內(nèi)無風(fēng)不易著火。工藝巷內(nèi)設(shè)計(jì)全負(fù)壓通風(fēng)加局部用風(fēng)點(diǎn)通風(fēng)，并結(jié)合調(diào)節(jié)風(fēng)門均壓、瓦斯抽放系統(tǒng)等綜合防治措施，能有效防止上隅角瓦斯積聚及采空區(qū)自燃，為我國高瓦斯、易自燃煤層有效防治瓦斯積聚與采空區(qū)自燃提供了理論依據(jù)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，為礦井災(zāi)害的綜合治理提供了新的思路與途徑。工藝巷內(nèi)還設(shè)置鉆場(chǎng)，打斷注水，可降塵和防火，而不用從回風(fēng)巷打鉆。
權(quán)利要求1.一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)，其特征是，在原“U”型回采巷道的基礎(chǔ)上，增加一條工藝巷，所述工藝巷置于煤層頂部且靠近回風(fēng)巷內(nèi)側(cè)，與回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷平行，所述進(jìn)風(fēng)巷通過工作面分別與回風(fēng)巷、工藝巷連通，構(gòu)成兩條“U”型通風(fēng)道；所述工藝巷內(nèi)既有全負(fù)壓通風(fēng)，同時(shí)也設(shè)置通風(fēng)機(jī)局部通風(fēng)。
2.如權(quán)利要求I所述的一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)，其特征是，所述工藝巷在所述回風(fēng)巷內(nèi)側(cè)水平距離10 15m位置處。
3.如權(quán)利要求I或2所述的一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)，其特征是，所述工藝巷的斷面積比回風(fēng)巷斷面積略小。
4.如權(quán)利要求I或2所述的一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)，其特征是，在所述回風(fēng)巷設(shè)置有調(diào)節(jié)風(fēng)門，調(diào)節(jié)回風(fēng)巷的風(fēng)量。
5.如權(quán)利要求3所述的一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)，其特征是，在所述回風(fēng)巷設(shè)置有調(diào)節(jié)風(fēng)門，調(diào)節(jié)回風(fēng)巷的風(fēng)量。
6.如權(quán)利要求I或2或5所述的一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)，其特征是，在所述工藝巷內(nèi)還布置有鉆場(chǎng)，抽采瓦斯、向煤層注水或注阻化液。
7.如權(quán)利要求3所述的一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)，其特征是，在所述工藝巷內(nèi)還布置有鉆場(chǎng)，抽采瓦斯、向煤層注水或注阻化液。
8.如權(quán)利要求4所述的一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)，其特征是，在所述工藝巷內(nèi)還布置有鉆場(chǎng)，抽采瓦斯、向煤層注水或注阻化液。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種預(yù)防采煤工作面上隅角瓦斯積聚的回采巷道結(jié)構(gòu)，是在原“U”型回采巷道的基礎(chǔ)上，增加一條工藝巷，工藝巷置于煤層頂部且靠近回風(fēng)巷內(nèi)側(cè)，與回風(fēng)巷、進(jìn)風(fēng)巷平行，進(jìn)風(fēng)巷通過工作面分別與回風(fēng)巷、工藝巷連通，構(gòu)成兩條“U”型通風(fēng)道；工藝巷內(nèi)既有全負(fù)壓通風(fēng)，同時(shí)也設(shè)置局部通風(fēng)機(jī)通風(fēng)。在工藝巷內(nèi)還布置有鉆場(chǎng)，抽采瓦斯、向煤層注水或注阻化液。本實(shí)用新型在原有“U”型回采巷道的基礎(chǔ)上，增設(shè)一條工藝巷，構(gòu)成雙“U”型通風(fēng)回路，將原回風(fēng)巷的回風(fēng)分流，避免回風(fēng)區(qū)上隅角瓦斯的積聚；還可以在工藝巷內(nèi)布置鉆場(chǎng)，抽采本煤層、鄰近層和采空區(qū)瓦斯，或向煤層注水或注阻化液，達(dá)到降塵與防火的目的，與生產(chǎn)互不干擾。
文檔編號(hào)E21F7/00GK202690072SQ20122004885
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者薛景明, 康懷宇 申請(qǐng)人:山西汾西礦業(yè)(集團(tuán))有限責(zé)任公司, 華北科技學(xué)院