沿空留巷W型与Z型通风系统技术应用.docxVIP

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50120沿空留巷W型与Z型通风系统技术应用

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摘要：在煤矿综采工作面回采过程中，设计合理的通风方式可以减小工作面的漏风量，同时还可以减小通风阻力。为了进一步对沿空留巷通风系统的研究，本文将结合50120工作面的实际情况，优化沿空留巷段原有的矩形通风系统，设计W型与Z型通风系统，提高综采工作面的通风效果，减小通风阻力。

关键词：50120沿空留巷；W型通风系统；Z型通风系统；技术应用

50120综采工作面原通风系统存在的问题

50120综采工作面介绍

50120综采工作面位于501采区南部区段，西临杨家庄保安煤柱，南至越家庄。地面标高+697.8m～+706.7m，工作面标高+302m～+322m，可采煤层5#煤。走向长度642m，倾斜长度150m，面积96300m2。5号煤为黑色，半亮型，由亮煤及暗煤组成,条带状结构，含黄铁矿结核，煤层厚1.97～4.61m，平均厚3.3m，煤层倾角平均6°，无瓦斯，不易自然煤层，煤的工业分类为贫瘦煤。

50120综采工作面现存问题

50120综采工作面在通风系统设计时，空留巷段采用的高3.3米宽4.5米的矩形巷道。其留巷前原岩巷道支护断面图如图1.1所示，其采空区留巷段支护断面如图1.2所示。根据这种矩形巷道结构，50120采空留巷段通过硅锰钢挡矸柱与铁丝网铺设人工假墙，该人工假墙示意图如图1.3所示。根据实际使用发现，通过架设的人工假墙组成的通风系统，密封效果较差，存在严重的漏风风险。

图1.1留巷前原岩巷道支护断面图图1.2采空区留巷段支护断面图

图1.3采空区留巷段人工假墙示意图

50120综采工作面通风系统优化

系统方案设计

为了更好地解决漏风严重的现象，公司决定根据50120综采工作面的实际情况，对现有通风系统进行优化。将50120工作面回风巷切顶卸压沿空留巷，作为相邻50126综采工作面回风巷,验证设计支护参数，通风系统方案优化等相关技术实践。50120综采工作面回风巷从切眼向东区段为沿空留巷段。在结构设计上将通风系统设计为“W”与“Z”型通风系统如图2.1所示。

图2.150120沿空留巷通风系统图

优化后空留巷通风系统分析

50120综采工作面是公司第二个以空留巷作为工作面，通过“W”与“Z”型通风系统图可见，在综采面的上中下布置了3条巷道，并在三条巷道的左侧布置“Z”型巷道，“Z”型巷道与“W”型巷道互通。在“W”型巷道中间巷道回风，上下两侧为进风，即通风方式为两进一回。“W”型巷道的进风口与“Z”型巷道进风口联通，“W”型巷道的回风口与“Z”型巷道回风口联通。该通风方式通风阻力小，采空区漏风量相对较小，可减小工作面面采空区瓦斯涌出量，消除传统意义的上隅角。

“W”与“Z”型通风系统优缺点的比较

“W”型通风系统的优缺点

“W”形通风系统是一个回字工作面的中部增开了一条巷道，可以提高工作面通过的极限风量。但是在工作面的中部增开巷道会给回采生产带来很多困难。一般在瓦斯抽放较困难或工作面所需风量不足时，才被采用。

“Z”型通风系统优缺点

“Z”型通风系统可以使靠回风巷处不易产生瓦斯聚集，可以很好的解决总成工作面的出现的瓦斯隅角。但当采空区有瓦斯，而进风巷又难以与采空区完全隔绝时，则瓦斯又会汇集到回风巷口，虽避免了采空区瓦斯涌到工作面上隅角，却使回风巷口处瓦斯易于超限。

原通风系统与“W”与“Z”型通风系统对比

沿空留巷段，漏风系数与原巷道比较

为了监测两种不同通风系统的漏风情况，通过采用相同的检查方法，对两种通风系统沿空留巷段进行瓦斯监测。具体方案为对在工作面回风上隅角安设一个甲烷传感器、一个一氧化碳传感器；在回风巷距工作面煤壁10m范围内安设一个甲烷传感器；在测风站各安设一个风速、温度传感器；在距回风巷口10-15m处安设一个甲烷传感器、一个一氧化碳传感器、一个粉尘传感器。所有传感器应垂直悬挂，顶板完好无淋水，距顶板（顶梁）不大于300mm，距巷道壁不小于200mm。随着工作面向前推进，中间每隔50m再安设一个瓦斯传感器，不间断测量巷道内瓦斯情况。经实际测量发现，原矩形通风系统瓦斯的漏风系数达到了1%左右，“W”与“Z”型通风系统漏风系数约为0.15%。可见，“W”与“Z”型通风系统的严密性远远大于原矩形通风系统的严密性。

沿空留巷段，通风阻力与原巷道比较

在进行两种通风系统对比时，首先假定综采工作面通风量和倾向长度为定值，令原矩形通风系统的工作面摩擦阻力为，“W”与“Z”型通风工作面摩擦阻力为，假定两个工作面的切眼面积、长度和通风量均相同，根据通风阻力与风量的关系，假定巷道段风阻为定值

，矩形工作面段风阻为定值。则矩型和“W”与“Z”型通风方式工作面摩擦阻力可通过式（1