长壁工作面通风方式

长壁工作面的通风方式

长壁工作面在我国应用最广，其产量占全国回采总量的85%以上。工作面的通风方式视瓦斯涌出量、开采工作条件和开采技术而异，按工作面进、回风巷的数量和位置，可分为U型、Y型、E型、W型、Z型、U+L型等通风方式，其中U型应用最为普遍。

1、U型通风方式

U型通风方式系指采煤工作面有二条巷道，一条为进风道，一条为回风道，上行通风时，其下顺槽为进风道，上顺槽为回风道，下行通风时，则相反。图7-2-1a为后退式U型通风力式的布置，此种通风方式对了解煤层赋存情况，掌握瓦斯、火的发生、发展规律，较为有利。由于巷道均维护在煤体中，因而巷道的漏风率较少。但存在下列缺点：

图7-2-1 U型工作面通风方式

a－后退式U型通风，b－前进式U型通风

1）煤炭自燃威胁较大。当厚煤层分层开采时如图7-2-2所示，回采工作面的风流，由区段集中平巷2，经联络眼3，煤层分层平巷4，进入回采工作面，采空区的漏风风路，则由区段集中平巷2，经由已封闭的联络眼密闭进入采空区内。当采空区内的联络眼封闭后，AB段的风量明显下降，B点的风压接近A点的风压，因此，漏风风路与通风风路构成并联网路形式，由并联网路的基本性质可知，位于采空区的联结眼虽已封闭，但其漏风方向是向采空区的，从而出现了漏风源。此时采空区的空气流动状态，如图7-2-3所示。由漏风源流人采空区的气体其渗流速度会不断下降，随回采工作面的推进，采空区面积增大，漏风源的漏风量，则会相应下降，而由于联络眼密闭日久失修，漏风且也会增加，加之漏风源处在巷道交叉点，又是生产期间的出煤口，浮煤多，因此容易发生自燃。

图7-2-2 联络眼漏风路线

1－回采工作面，2－区段集中平巷，3－联络眼，4－煤层分层平巷

图7-2-3 采空区下边界有漏风源时的空气流动状况

1－回采工作面，2－进风巷，3－回风巷，4－上分层采空区，5－上分段采空区

如当漏风源的位置位于采场上部边界时，且开采标高距地表近，当采用抽出式通风的矿井，采空区通过地表的裂隙漏风，均属采空区的漏风源，容易引起采空区自然发火。

当厚煤层分层后退式开采时，上分层停采线是位于回采工作面进风巷的始端与回风巷末端的漏风通道，且风压差最大，持续漏风时间最长。加之停采线煤壁在采场支承压力作用下，容易片帮、压裂，或各分层停采线出现的重叠、交错，导致煤壁垮塌、压裂现象甚为严重，因此停采线又是浮煤积存最集中的地方。故而在停采线附近最易出现煤炭自燃现象。

当回采工作面的进风巷在上分层采空区下掘进时，入风巷假顶会向上分层采空区产生连续漏风。沿风流前进的方向，风流逐渐增加，在回采工作面进、回风巷的范围内，上分层采空区漏风如图7-2-4所示，靠停采线一侧的流线，密度大，表示漏风量多，漏风压差大。在该区域内，两流线的间距是变化的，流线始末两端密，表示渗流速度高，中段疏，则速度低，当漏风适度时，停采线附近的浮煤带是风速连续变化的条带，必然存在容易引起自燃的风速区。

2)上隅角瓦斯浓度高。由于U型通风方式的采场边界通常是封闭的，当回采区段采用由上向下（沿倾斜）接续时，其上部边界是区段煤柱，下部边界为未采动的煤体，靠开切眼一侧为采区煤柱，这些均属于不漏风边界。当回采工作面推进到一定距离，出现初次来压之

后，采空区瓦斯涌出量会明显增加，当工作而采用上行通风时，大面积采空区释放的瓦斯会混入空气中，并沿流线进行方向，由下部逐渐向上部积累，使瓦斯浓度相应增高，造成上隅角瓦斯“积累”。

综上所述，U型后退式通风方式多适用于瓦斯涌出量不大，且不易自然发火的煤层开采中，对瓦斯涌出量很大，且易自然发火的煤层，必须采用一系列特殊技术措施，才可应用。

图7-2-4 上分层停采线漏风状况

2、W型通风方式

图7-2-5 W型工作面通风方式

a－一进两回，b－两进一回

W型通风方式指采煤工作面，有三条平巷，即上、下平巷进风或回风，中间平巷回风或进风的布置形式，如图7-2-5所示，它的优点在于：

①相邻的两个工作面共用一条进风或回风巷道，从而减少了巷道的开掘和维护费用。

②通风网路属并联结构，因而风阻小，风量大，漏风量小，利于防火。

③当上下端平巷进风，且设运输机时，则在该巷中有回收安装维修采煤设备的良好环境。

④当中间平巷进风且设运输机时，既保证了运输设备处于新鲜风流中，又保证了进、回风巷的总断面比较接近，故在近水平煤层的综采工作面中应用较广。

E型通风方式具有三条通风巷道，其上平巷为回风巷，而下平巷及中间平巷为入风巷，如图7-2-6所示。下平巷和下部工作面回风速度降低，故可抑制煤尘的产生。与U型通风方式相比，可使上部工作面气温降低。但采空区的空气流动相应发生了变化，迫使采空区的瓦斯较集中地从上部回采工作面的上隅角涌出，使该处时常处于瓦斯超限状态，故仅适用于低瓦斯矿井。

图7-2-6 E型工作面通风方式

4、Z型通风方式

Z型通风方式是U型通风方式的改进，如图7-2-7a所示，为前进式Z型，其进风巷随回采工作曲推进而形成，回风平巷则为沿空留下的或预留的巷道，其优点为：

①与前进式U型相比，巷道的采掘工程量较少；

②进、回风巷只需在一侧采空的条件下维护；

③采区内进、回风巷的总长度近似不变，有利于稳定风阻、改善通风。

为了改善前进式Z型上隅角瓦斯积聚之患，最近应用后退式Z型的通风方式，如图7-2-7b所示。但当采空区涌出的瓦斯量及漏风量较大时，其回风巷常易出现瓦斯超限现象。

图7-2-7 Z型工作面通风方式

a－前进式，b－后退式

Y型通风方式指在回采工作面的上、下端各设一条进风道，另在采空区一侧设回风道，如图7-2-8所示，其优点为：

①由于采空区的瓦斯，通过巷旁支护流入回风平巷，则较好地解决了回采工作面上隅角的瓦斯超限之患；

②由于工作面上、下端均处于进风流中，故改善了作业环境；

③实行沿空留巷，可提高采区回收率。

图7-2-8 Y型工作面通风方式

由于存在上述优点，故多适用在瓦斯涌出量特大的煤层开采中。

近年来，淮南矿区结合沿空留巷技术，研究、推广应用了无煤柱开采的Y型通风技术，利用Y型通风的尾巷抽采被保护层的卸压瓦斯，取得了很好的效果。

6、U+L型通风方式

U+L型通风方式由一条进风巷、一条回风巷、一条专用排瓦斯尾巷所组成，尾巷与回风巷之间每隔一定距离施工联络巷并予以封闭，随着工作面的推进，再将滞后于工作面的联络巷依次打开，使得采空区及邻近层卸压瓦斯通过联络巷排至尾巷，如图7-2-9所示。其优点为：

①可减少采煤工作面回风流中的瓦斯排放量和防止上隅角瓦斯超限；

②尾巷不作回风用时可用于钻孔施工、铺设管路抽放瓦斯，还可用于下一邻近工作面的进风巷。

U+L型通风方式适用于瓦斯涌出量大的采煤工作面。