[发明专利]综放工作面架载顶煤瓦斯抽采系统

说明书

技术领域

本发明属于煤矿井下瓦斯抽采技术领域，尤其涉及一种综放工作面架载顶煤瓦斯抽采系统。

背景技术

近30年来，我国的综合机械化放顶煤开采技术经过引进、推广、完善、提高几个阶段的发展，相继克服了基础理论、综放工作面矿压显现特征、采煤工艺、提高回采率、放顶煤液压支架及配套设备、高产高效及自动化技术与装备、瓦斯治理等方面的难题，由于放顶煤开采具有缩短采煤准备工期、采煤工效高、巷道掘进率少等显著优点，在我国已经得到了广泛应用。特别是2000年以来，综放开采技术已基本上代替了分层综采，成为我国国有煤矿开采厚煤层的主要方法。

我国的绝大部分厚煤层是含瓦斯煤层，其中50%以上属高瓦斯煤层。由于放顶煤工作面一次采全高，产量大，瓦斯的绝对涌出量增加，致使在采场、放煤口及回风平巷存在瓦斯超限以及潜在的瓦斯灾害影响，瓦斯问题成了制约放顶煤技术在我国推广应用的瓶颈。

目前，在高瓦斯综放工作面进行瓦斯治理一般采用以下两种技术方案：

第一、选择合理的巷道布置和工作面通风方式

一般情况下，工作面采用一进一回的U形通风方式，要求工作面瓦斯涌出量不大于5.0m³/min时。当瓦斯涌出量大于5.0m³/min后，就应考虑采用其他的通风方式。最典型的就是沿煤层顶板布置一条与回风平巷内错10m~20m的专用瓦斯排放巷（又称高抽巷、旁路回风系统），形成典型的放顶煤开采一进二回的E型巷道布置与通风方式。

另外，常在高瓦斯综放面使用的还有：U+L型通风，即在U型通风的基础上，在工作面回风巷的煤柱外侧沿煤层顶板布置一条专用瓦斯尾巷；H型通风，即在采空区中将回采巷道保留下来，作为一条专用瓦斯排放巷使用。

实践证明，专用排放瓦斯巷内瓦斯浓度大，排放效果好，很大程度上降低了工作面及回风巷中的瓦斯浓度，尤其是对上隅角瓦斯排放效果很好，较好地控制了上隅角瓦斯浓度，是高瓦斯综放工作面最常选用的措施。

这种瓦斯治理方式具有以下缺点：

1）、增加了巷道掘进和维护工程量，尤其是瓦斯排放巷布置在煤层顶板，受动压影响变形量较大；

2）、瓦斯排放巷内瓦斯浓度很高，经常达到甚至超过爆炸界限，虽然加强管理可以做到巷内无设备、无人员，但如果煤层有自然发火危险，矿井的安全生产会受到严重影响；

3）、不能完全解决综放面内放煤口瓦斯超限问题，虽然瓦斯排放巷分流了相当部分的瓦斯，减小了工作面、上隅角和回风巷瓦斯浓度，但瓦斯排放巷布置在工作面上部顶板，对工作面内部的放煤口瓦斯影响较小，放煤口瓦斯超限问题仍然存在。

第二、瓦斯抽放技术主要有本煤层瓦斯抽放、采空区瓦斯抽放、邻近层瓦斯抽放等几大类，每一类又根据具体地质条件有多种布置方式，形成了各式各样瓦斯抽放体系，对于治理瓦斯起到了关键作用。

近年来，新版《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出规定》等规章制度对高瓦斯、突出矿井强制要求进行有效的瓦斯抽放。作为一种采前降低煤层瓦斯浓度的措施，瓦斯抽放是从根本上减少放顶煤开采瓦斯涌出量的有效途径，并且能够大大提高回采时工作面的安全系数，是综放面优先选用的瓦斯防治措施。

这种瓦斯治理方式具有以下缺点：

1）、瓦斯抽采钻孔施工工程量大，有时还需同时施工钻场硐室，遇有难钻煤层时，钻孔长度受到限制；瓦斯抽采时间长，常与生产和掘进互相影响，有时甚至影响采掘工作面进度和产量；

2）、在透气性差的煤层，瓦斯抽采效果常达不到要求，必要时还需要预先施工煤层增透工程。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的不足之处，提供一种便于操作、工程量小、瓦斯抽采彻底、安全可靠、不影响采掘作业的综放工作面架载顶煤瓦斯抽采系统。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：综放工作面架载顶煤瓦斯抽采系统，包括液压支架，液压支架顶部设有顶梁，所述顶梁中部沿长度方向设有一道凹槽，顶梁下方设有架载主管，顶梁上设有与凹槽连通的抽采孔，抽采孔与架载主管之间通过架载支管连接。

所述顶梁沿凹槽底面长度方向设有至少一根隔板，隔板将凹槽隔开形成抽采槽，顶梁在抽采孔上口处两侧设有一条将所有抽采槽连通的透气槽孔。