霍尔辛赫煤矿属于高瓦斯矿井，随着向深部不断延伸，瓦斯含量逐渐增大，同时随着开采强度增加，使矿井通风、瓦斯等问题日益凸显，成为制约矿井安全生产的主要问题。传统的回采工作面单U型和双U型通风方式在较高的开采强度下，瓦斯浓度超限现象时有发生。因此选择技术可行、系统可靠的回采工作面通风方式及瓦斯治理技术对于安全高效生产具有重要意义。

1 工程概况

霍尔辛赫矿井核定生产能力400万t/a，主采的3号煤层百米钻孔瓦斯流量为0.006 15～0.009 25 m3/(min·hm)，钻孔瓦斯流量衰减系数为0.096 5～0.426 1 d-1，透气性系数为0.090 6～0.202 8 m2/(MPa2·d)。目前开采区域瓦斯含量为5.5～11 m3/t，并随着开采盘区向北推进越来越大，井田范围内煤层最大瓦斯含量达15 m3/t。

3601工作面切眼长度191 m，可采长度807 m，采用倾斜长壁后退式采煤方法，综合机械化放顶煤回采工艺，煤层厚度5.9 m，直接顶为泥岩，老顶为细粉砂岩。工作面巷道沿顶板掘进，掘进过程中，实测瓦斯含量5.73～9.24 m3/t，大部分区域瓦斯含量在7～8.5 m3/t。工作面回采初期采用双U型通风方式，两进两回(见图1)，当工作面回采推进至横贯时将其打开，同时将上一个横贯进行永久密闭。随着工作面产量的增加，双U型通风在较高的开采强度下，瓦斯超限现象时有发生，回采期间上隅角瓦斯浓度在0.7%～0.8%，回风巷浓度为0.7%，在工作面回采期间瓦斯频繁超限，达31次。 因此，对3601工作面进行分段沿空留巷Y型通风试验，将双U型通风方式调整为偏Y型通风方式。

  

图1 3601工作面双U型通风系统示意

2 偏Y型通风巷道布置

Y型通风系统风流为两进一回，采煤工作面的上、下两巷都进风，而副进风巷进入采空区的巷道通过沿空留巷成为回风巷，利用边界集中回风巷回风，而偏Y型通风一般利用邻近掘进完成的回采巷道回风，偏Y型通风与Y型通风原理一致，但回风利用相邻工作面的回采巷道及联络巷，不需要掘进边界集中回风巷，节约了掘进工作量及工期成本，并且偏Y型通风为分段式的沿空留巷，只需维护上隅角至联络巷间的一段巷道，留巷使用时间较短，巷道断面易于维护，可以采用成本较低的支护方式。偏Y型通风的使用前提是相邻工作面的回采巷道已经掘进到位，此外，还需要每隔一定距离施工一个联络巷。3601工作面将双U型通风方式调整为偏Y型后，巷道通风系统如图2所示。

  

图2 3601工作面偏“Y”通风示意

3 分段沿空留巷支护技术研究

沿空留巷顶板下沉量大，且下沉不均匀，靠采空区一侧的顶板下沉量较实体煤一侧偏大，顶板控制十分困难。因此，控制沿空留巷顶板下沉是留巷成功的关键。

3.1 超前预裂爆破断顶卸压

3601工作面煤层上方约5.7 m的直接顶泥岩，再向上约12.8 m的砂岩老顶。超前预裂爆破的沿空留巷，主要为“卸压断顶”，降低应力集中、改善围岩应力环境。超前预裂施工地点超前工作面 100 m 以外。根据FLAC3D数值模拟分析，切顶高度20 m时留巷效果最好，确定断顶高度20 m，按垂高18 m(斜长21 m)设计。炮孔单排布置，孔间距2 m，炮孔与竖直方向夹角30°，即仰角60°，开孔位置距离巷帮1.05 m，避开锚杆托盘，直径80 mm，深度21 m，装药长度14 m、封泥7 m。将岩层沿巷道走向弱化成一道缝隙后，在矿山压力作用下即可断裂，巷道上方形成倒台阶状“悬臂梁”结构，有利于沿空留巷的顶板维护，但仍需补充支护。

3601工作面回风巷为矩形巷道，设计断面4.8 m×3.1 m，采用锚杆、网、钢带和锚索联合支护。为了保证巷道上方的倒台阶岩层结构以及切顶过程和周期来压期间巷道的稳定，在实施超前预裂爆破断顶卸压前，需要超前在巷道顶板补打锚索，即在巷帮1.05 m的顶板位置，采用补强锚索的方式，锚索间距2 m(见图3)，补强锚索在爆破前施工。锚索材料为D22 mm、1×19股高强度低松弛预应力钢绞线，长度6.3 m，锚索托盘采用300 mm×300 mm×16 mm高强度可调心托板及配套锁具，承载能力不低于600 kN，锚索张拉要达到300 kN。

3.2 超前锚索补强支护

2)选择“面划分”，根据模型尺寸填写网格的最大尺寸、平均尺寸和最小尺寸，划分面网格；然后选择“体划分”，默认梯度为1.05，划分体网格。查看网格模型，列表中如有四面体网格并且单元数不为0，则说明体网格划分成功。

  

图3 顶板锚索补强支护方面(mm)

3.3 巷帮挡矸防护

工作面后方留巷布置木点柱+单体柱进行支护，木点柱打在锚杆托梁上，间距1 m，挂风筒布挡漏风。单体柱用π型梁沿走向布置，间距1 m，每个支护“单体柱+木点柱”为一组联合体。为了防止冒落矸石造成采空帮外凸，需用特制铁鞋抵住木点柱下脚，并用斜撑单体顶住π型梁。木点柱顶端被π型梁抵住，以免向巷道内翻倒，底端通过特殊设计的特制铁鞋连接在一起，以避免被矸石拱翻，并以此增加摩擦，同时配以挡矸金属网平衡采空区侧冒落矸石的侧压力。

4 分段沿空留巷采空区瓦斯运移规律

3601工作面试验期间，在辅助回风巷布置顶板岩层钻孔，钻孔参数为直径113 mm，长度128 m，间距3 m，开孔距底板高度2 m，钻孔与辅回巷夹角为45°，钻孔仰角为16°，钻孔水平投影距回风巷45 m，终孔距煤层顶板30 m。

3601工作面采用分段式沿空留巷，留巷长度由联络巷间距确定，一般不超过150 m，经过现场观测，在现有的支护方式下，在留巷稳定期后，巷道断面仍能满足通风要求。

5 分段沿空留巷采空区瓦斯抽采设计

偏Y型通风工作面沿空留巷末端是系统风压最低点，工作面主进风巷的端口是能位最高点，工作面辅助进风巷端口(即上隅角)能位高于沿空留巷各点的能位，沿工作面走向向采空区方向，采空区内部各点的能位逐渐降低，避免了采空区瓦斯向工作面的涌入，不易形成上隅角的瓦斯积聚。工作面采空区的漏风主要流向留巷，在沿空留巷支护体密实性好的前提下，采空区压力场驱动内部积存大量高浓度瓦斯，有利于实现高浓度瓦斯抽采。

6 分段沿空留巷偏Y型通风试验效果分析

依据目标年(2020年)人口和经济社会发展指标的预测结果：人口160万人，地区生产总值850亿元，结合上述公式，计算得到2020年通州区公路网规模为2 597 km.

秀容月明早听说过乔瞧，乔瞧是西大街人，从父亲那里学了一手好医术，倘若父亲不在家，就由她望闻问切，倒也救治不少病人。那绿裙少女叫越秀，跟乔瞧住一条街上，她们是最要好的朋友。

工作面将双U型通风方式调整为偏Y型通风方式后，工作面配风量由3 650 m3/min下调为3 050 m3/min，其中运输巷配风2 430 m3/min，进风巷(原回巷)配风620 m3/min，工作面回风流瓦斯浓度一般约0.5%，随着偏Y型通风试验逐渐完善，经两次风量调整，工作面总配风2 200 m3/min，其中运输巷配风1 600 m3/min，进风巷配风600 m3/min，可以保证工作面回风流瓦斯不超限，瓦斯涌出量明显降低，日产量达到约9 000 t。工作面改为分段沿空留巷偏Y型通风方式并实施顶板卸压爆破后，平均单孔抽采混合流量增加26%，单孔平均纯流量增加了111%，抽采混合量、浓度及抽采纯量明显上升。

7 结 语

霍尔辛赫煤矿3601工作面由双U型改为分段沿空留巷偏Y型通风，有效解决了上隅角瓦斯问题，同时，利用卸压爆破技术提高了采空区瓦斯抽采浓度和抽采纯量，保障了工作面的安全生产。

“哦，那我自己去吧！”大学三年，颜晓晨花了太多时间在打工上，每一块钱都要算计着花，但凡花钱的活动都尽量找借口不参加，可同学间只要出去玩，哪里能不花钱？刚开始，还有人时不时叫她，时间长了，同学们有了各自的朋友圈，即使有什么活动，也不会有人想着找她。颜晓晨变成了班级里的隐身人，大家对她印象模糊，她对大家也不熟悉，唯一熟悉点的就是同宿舍住了三年多的舍友，但也都保持着距离，逛街吃饭这种活动绝不会找她。