高效礦井的設(shè)計優(yōu)化探究

劉洋

摘要：近幾年，我國煤炭產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展，煤炭產(chǎn)量也不斷提升。但隨著市場對煤炭需求不斷加大，建設(shè)高效礦井對煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著積極意義。因此，如何建設(shè)高效礦井已成為煤炭產(chǎn)業(yè)面臨的課題。本文對高效礦井進(jìn)行研究，并結(jié)合實際采煤工作，從巷道布置、支護(hù)技術(shù)、開采范圍、預(yù)防措施以及開采技術(shù)五方面進(jìn)行分析，對原有的礦井結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，改善礦井環(huán)境，旨在為礦井工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：布置巷道；支護(hù)技術(shù)；開采技術(shù)；開采范圍；礦井設(shè)計

傳統(tǒng)礦井的周邊環(huán)境較差，并且礦井結(jié)構(gòu)不合理，礦井工作者在開采過程中難以挖掘更多的煤炭資源，導(dǎo)致煤炭開采量一直難以提升。建設(shè)高效的礦井，有助于提升煤炭的出產(chǎn)率，以便滿足市場對煤炭的需求。就高效礦井的特點來講，高效礦井應(yīng)具有科學(xué)的巷道結(jié)構(gòu)以及支護(hù)結(jié)構(gòu)，并能擴(kuò)大礦井作業(yè)的開采范圍以及開采效率。對此，本文沿著這一方向，對如何建設(shè)高效礦井進(jìn)行探索。

一、對巷道進(jìn)行合理布置

通常來講，在對巷道進(jìn)行布置時，應(yīng)對礦井環(huán)境以及煤層類型進(jìn)行全面考量。一源一匯是一種全新的布置形式，對煤礦運輸?shù)男示哂刑嵘饔?。一源一匯模式實質(zhì)上就是將順槽大巷進(jìn)行集中化處理，并將機(jī)電設(shè)備、一通三防裝置、皮帶裝置全部放置在運輸順槽中，以此簡化煤炭運輸?shù)闹饕鞒?，且便于礦井工作者對采礦作業(yè)進(jìn)行一體化管理。但一源一匯模式易受到周邊質(zhì)地的限制，不適合用在具有較大斷層的巷道中?？偠灾V井工作者可將底板大巷模式以及一源一匯模式相結(jié)合，并依照巷道的地段特點，選取最佳模式進(jìn)行布置。

二、對支護(hù)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)

通常來講，在選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)時，應(yīng)結(jié)合礦井周邊環(huán)境的特點來選擇最優(yōu)的支護(hù)結(jié)構(gòu)。同時，應(yīng)不斷對支護(hù)方式以及支護(hù)材料進(jìn)行更新，以便適應(yīng)礦井作業(yè)的要求。從目前常用的支護(hù)技術(shù)來看，錨噴支護(hù)已廣泛應(yīng)用于礦井中。錨噴支護(hù)不僅具有較強(qiáng)的支護(hù)效果，還能減少掘后維護(hù)的任務(wù)量。此外，錨噴支護(hù)還可減小掘進(jìn)體積，并節(jié)省大量支護(hù)材料。

三、擴(kuò)大開采范圍

通常來講，礦井作業(yè)通常具有較大的任務(wù)量。對此，有必要擴(kuò)大開采范圍，并在此基礎(chǔ)上改進(jìn)采礦設(shè)備，以此提高礦井作業(yè)的質(zhì)量。在以往的礦井作業(yè)中，主要依靠普采以及炮采等方式進(jìn)行開采，并將溜子運輸作為主要的煤礦運輸方式。但這種采礦方式易限制采礦設(shè)備的活動范圍，導(dǎo)致采礦工作者不得不分散進(jìn)行，從而耗費較多的物力資源以及人力成本。對此，在原有采礦技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用機(jī)械化采礦工藝。在機(jī)械化采礦工藝的支持下，可增強(qiáng)煤礦持續(xù)開采力度，并且開采速度也有較大提升。但采礦工作者仍需注意一點，即在應(yīng)用采礦設(shè)備之前，應(yīng)預(yù)先對巷道進(jìn)行布置，并依照煤層特點以及地質(zhì)環(huán)境，以確定最終的采礦范圍。

四、對采煤技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)

采煤技術(shù)是礦井作業(yè)的關(guān)鍵，要想增加煤礦的產(chǎn)出量，需將現(xiàn)有的采煤技術(shù)進(jìn)一步優(yōu)化。通常來講，礦井作業(yè)主要分為采煤環(huán)節(jié)、運輸環(huán)節(jié)以及供電環(huán)節(jié)。對此，可從采煤、運輸、通風(fēng)以及供電四方面入手，分別對這四個環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，以提高開采效率。第一，采煤環(huán)節(jié)。在采煤階段中，應(yīng)利用機(jī)械化方式進(jìn)行采煤工作。如果煤層較厚，就選用放頂煤綜采的方式。如果煤層偏薄，就選用一次采全高綜采的方式。通常來講，將采煤面設(shè)計成走向長壁式結(jié)構(gòu)，并選擇一采兩掘的方式進(jìn)行開采。因此，這些方式可減少采煤成本，提高采煤效率，并可保證采煤作業(yè)有序開展。第二，運輸環(huán)節(jié)。在運輸階段中，可使用膠帶運輸機(jī)作為運輸設(shè)備，并依靠智能電子系統(tǒng)來達(dá)到自動化運輸?shù)哪康?。同時，將電視系統(tǒng)、集控系統(tǒng)以及調(diào)度系統(tǒng)相結(jié)合，以此構(gòu)建一套具有監(jiān)視、調(diào)度以及集控功能的運輸系統(tǒng)。此外，可將無軌膠輪作為煤礦運輸?shù)妮o助工具，可提高煤礦運輸?shù)姆€(wěn)定性以及速度。第三，供電環(huán)節(jié)。在供電階段中，可將KJ248系統(tǒng)作為監(jiān)控系統(tǒng)，并將電視系統(tǒng)與KJ248系統(tǒng)相結(jié)合，以便采礦工作者對電力裝置進(jìn)行實時監(jiān)測。第四，通風(fēng)環(huán)節(jié)。通風(fēng)方式有兩種，分別是自然通風(fēng)法以及機(jī)械通風(fēng)法。由于自然風(fēng)壓相對較小，并且風(fēng)壓會出現(xiàn)時大時小的現(xiàn)象，通常以機(jī)械通風(fēng)法為主。在機(jī)械通風(fēng)法的運用中，主要依靠扇風(fēng)機(jī)來提供風(fēng)力，排出井底儲存的污濁空氣，并向井底輸送新鮮空氣，以此保證井底時刻保持良好的環(huán)境。

五、預(yù)防措施

預(yù)防工作是礦井作業(yè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一旦在采煤過程中出現(xiàn)危險事故，會給礦井單位造成極大損失。

（一）預(yù)防火災(zāi)

在采礦過程中，應(yīng)擴(kuò)大巷道的橫斷面積，并將錨網(wǎng)錨索進(jìn)行牢固處理。如果煤層厚度大于150毫米，就應(yīng)對煤層進(jìn)行噴碹處理，防止煤層表面的媒體脫落。此外，礦井工作者還需對巷道抽漏處進(jìn)行修復(fù)處理，并灌注大量的凝膠以及雙灰，保證巷道處于密封的狀態(tài)。在回采環(huán)節(jié)中，礦井工作者應(yīng)對施工現(xiàn)場的空氣環(huán)境進(jìn)行關(guān)注。如果空氣含量過高，可通過埋管注氮的方式，向采空區(qū)注入一定的氮氣，惰化采空區(qū)域內(nèi)的氣體，以此降低火災(zāi)的發(fā)生概率。

（二）預(yù)防瓦斯爆炸

在采礦過程中，礦井工作者應(yīng)對巷道面積、巷道結(jié)構(gòu)以及巷道距離進(jìn)行了解，選取相應(yīng)的對旋風(fēng)機(jī)，從而增加工作面的風(fēng)量。與此同時，保證礦井時刻處在通風(fēng)的狀態(tài)下，保證工作面有足夠的風(fēng)量。此外，在擴(kuò)大礦井采區(qū)的工作面時，應(yīng)先對中部車場進(jìn)行開掘，防止掘進(jìn)區(qū)域與工作面出現(xiàn)串聯(lián)通風(fēng)的情況。

（三）降低粉塵

礦井工作者可將防塵噴霧設(shè)備分別設(shè)置在回風(fēng)口以及產(chǎn)塵點附近。通常來講，噴霧泵水壓應(yīng)保持在合理范圍內(nèi)。如果水壓過低，就無法徹底清除管道中的粉塵；如果水壓過高，就會導(dǎo)致管道中的粉塵大量散開。對此，將噴霧泵水壓控制在3至5Mpa為宜。此外，可在管路上增加一個多重過濾器，以此保證水質(zhì)的潔凈。如果條件允許，可在噴霧水中加入少量防塵化學(xué)劑，以此提高噴霧水的噴霧效果。

結(jié)語

建設(shè)高效礦井是一項系統(tǒng)工程，不僅要從技術(shù)層面去考慮，也要從管理層面去考慮。在對巷道進(jìn)行布置時，應(yīng)對礦井環(huán)境以及煤層類型進(jìn)行全面考量，選取最佳模式進(jìn)行布置；采用噴錨支護(hù)方式，可減少掘后維護(hù)的任務(wù)量，減小掘進(jìn)體積，并節(jié)省大量支護(hù)材料；采用機(jī)械化采礦工藝，以此增加礦井作業(yè)的開采范圍以及開采力度；將采煤面設(shè)計成走向長壁式結(jié)構(gòu)，并選擇一采兩掘的方式進(jìn)行開采，可保證采煤作業(yè)有序開展；將電視系統(tǒng)、集控系統(tǒng)以及調(diào)度系統(tǒng)相結(jié)合，可提高煤礦運輸效率；注重對火災(zāi)、瓦斯爆炸以及粉塵的防護(hù)，以此保證礦井作業(yè)能夠有序開展?？偠灾诮ㄔO(shè)高效礦井過程中，還需結(jié)合礦井周邊的環(huán)境特點，選取最佳的方法對礦井結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

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