煤礦開采巷道布置及采煤工藝的分析

司守福

（盤州市能源局 貴州盤州 553537）

引言

煤礦的開采為人類提供充足的能源保障，而人們對它的需求量逐年增加。因?yàn)槊禾抠Y源是在自然環(huán)境中形成，所處地理環(huán)境會隨著周圍環(huán)境的變化而變化，加之當(dāng)前煤礦過度開采，煤礦資源大量減少，同時(shí)地表因支撐不足，內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重變化失去原有的平衡。因此選擇最佳的巷道布置方式與開采工藝來提高煤礦產(chǎn)量，保障煤礦安全勢在必行。

1 煤礦井下巷道的布置

煤炭資源的形成是自然環(huán)境中多種物質(zhì)堆積經(jīng)過一系列化學(xué)而形成的產(chǎn)物，通常埋藏較深、環(huán)境較為復(fù)雜，所以煤炭開采中，需根據(jù)煤炭所在的位置及賦存條件，制定開采方案，在方案中確定基本巷道的方位和斷面。目前，地下容易開采的煤炭資源已被大量開采，需要探索賦存條件復(fù)雜的煤炭資源。由此，巷道的選擇方式，是根據(jù)地下煤層的分布情況、賦存條件，設(shè)置巷道。

1.1 近距離煤層群的巷道布置方式

臨近煤炭層的間距較短，開采本煤層對臨近層煤層必影響非常大，而為開采方便預(yù)留煤柱，對下臨近層影響特別嚴(yán)重，會出現(xiàn)應(yīng)力集中等現(xiàn)象，對下臨近層的開采嚴(yán)重不利力，給下臨近層巷道布置造成困難。甚至容易片幫、冒頂?shù)痊F(xiàn)象。所以這個(gè)煤層巷道的布置方式，必須體現(xiàn)出設(shè)計(jì)的針對性。即用重疊式的方式布置，這是基于上下兩層的回采巷道，讓其在平面上有重疊，平面上重疊的長度一致，避免增設(shè)煤柱，避免形成損失，但這一方式也有劣勢，會增加回采巷道的施工難度，下臨近層施工安全性不足；內(nèi)錯式布置，有效避開集中應(yīng)力的影響。是下層的開采通道，設(shè)置在上層煤層操作面的側(cè)面，在開采區(qū)域內(nèi)，設(shè)置正梯形的煤柱，這種方式雖然會損耗部分煤，但會提高開采的效率，增加開采量[1]。

1.2 采區(qū)上山中巷道的布置方式

這個(gè)巷道的布置，采空區(qū)內(nèi)有大量瓦斯，并分布在多個(gè)煤層，所以巷道的布置是根據(jù)煤層內(nèi)的瓦斯含量，檢測每個(gè)煤層的瓦斯含量，在瓦斯較少的煤層內(nèi)布置巷道。如果煤礦內(nèi)有大量瓦斯，遇到明火后，就會發(fā)生嚴(yán)重的安全事故，故為避免這個(gè)情況出現(xiàn)，應(yīng)保證巷道內(nèi)有好的通風(fēng)，找到最佳的通風(fēng)窗口，加大風(fēng)道的維修。同時(shí)，采區(qū)內(nèi)部進(jìn)風(fēng)口與通風(fēng)口必須分開，避免因?yàn)轱L(fēng)量問題帶來影響。

此外，在某些煤層內(nèi)也有很高的瓦斯含量，一旦開采就會有大量瓦斯涌出，對于這類煤礦，可在礦井內(nèi)設(shè)計(jì)瓦斯抽放系統(tǒng)，利用抽放系統(tǒng)將大量的瓦斯抽出，以此降低井下的瓦斯含量，瓦斯抽放巷道布置在解放層或瓦斯含量較少的煤層，快速把瓦斯抽出，以此優(yōu)化整個(gè)現(xiàn)場的通風(fēng)。另通風(fēng)方式的選擇是一回二進(jìn)，并把某條進(jìn)風(fēng)巷作為主要的輸送巷使用，其他兩條通道負(fù)責(zé)送料與排風(fēng)，以此解決瓦斯超量的問題，減少安全隱患。

1.3 殘煤的巷道布置方式

在殘煤的環(huán)境中布置巷道，利用該礦區(qū)原有的巷道，確定最佳的布置方式。比如在礦井內(nèi)的煤層下方，都會設(shè)置槽煤，在槽煤的內(nèi)部可增設(shè)公共巷道，以此為前提，在其他位置添加送煤巷。對于礦內(nèi)剩余的煤量，可適當(dāng)增加巖巷、煤巷的數(shù)量，在恰當(dāng)?shù)奈恢迷黾?。巷道布置過程中，需了解原有巷道的基本構(gòu)造，以及其隨著整體環(huán)境變化后的位移，充分利用現(xiàn)有的巷道，避免原有的巷道浪費(fèi)。同時(shí)，巷道布置中，也要在適當(dāng)?shù)奈恢梅湃胪L(fēng)管，保持巷道內(nèi)有好的通風(fēng)，避免發(fā)生安全事故[2]。

1.4 多煤層下巷道的設(shè)置

多煤層與近距離煤層類似，但它也有自己鮮明的特點(diǎn)。在這個(gè)煤層內(nèi)設(shè)置巷道，需考慮三點(diǎn)：第一點(diǎn)是，進(jìn)行下部某個(gè)煤層的開采工作時(shí)，它是否會影響上部煤層巷道的穩(wěn)定，以及具體影響的大小，第二點(diǎn)是，開采前內(nèi)部支撐壓力的大小，第三點(diǎn)是，支撐壓力順底板向周圍傳遞的方向。即如果在一個(gè)礦洞內(nèi)有三個(gè)煤層，可選擇相應(yīng)的道路上山，在最上層的煤層中，因?yàn)樗鼤笙旅鎯蓚€(gè)每層的影響，所以巷道內(nèi)必須用煤柱保護(hù)。

2 煤礦開采使用的工藝

2.1 割煤、裝煤

煤礦的開采會由人工與機(jī)械共同完成，其中機(jī)械的使用是工程的前期階段，會根據(jù)煤礦的基本情況，選擇適合的工作方式，并選擇最佳的進(jìn)刀。通常情況下，工程會選擇雙向割煤，這種方式不會對煤層的穩(wěn)定產(chǎn)生較大的影響，讓煤層盡可能保持平穩(wěn)。采煤機(jī)的具體工作方式是，當(dāng)前滾筒升起時(shí)，切割的工作會從頂板開始，后滾筒落下后，割煤作業(yè)需進(jìn)行到底板，并繼續(xù)完成操作。如果在操作中運(yùn)用包括雙向割煤在內(nèi)的高效處理方式，可以加快割煤的速度，同時(shí)也會提高效率。完成采煤機(jī)的操作后，會在機(jī)道的表面殘留部分小的煤塊，對于這些煤塊，可用推土機(jī)刮平機(jī)道的表面，收集煤塊并放到煤槽內(nèi)，之后表面剩余的煤塊，可以用人工收集。而為讓所有開采活動順利進(jìn)行，工作人員需預(yù)先做好準(zhǔn)備工作，確保所有設(shè)備都處于最佳的使用狀態(tài)，也就是，開工前冷卻采煤機(jī)，并讓其預(yù)轉(zhuǎn)5min，根據(jù)5min內(nèi)采煤機(jī)發(fā)出的聲音與運(yùn)轉(zhuǎn)基本情況，判斷其是否存在故障，及時(shí)處理問題。

進(jìn)行割煤、裝煤中，有時(shí)會出現(xiàn)溜頭操作不穩(wěn)下移的情況，針對這一情況，應(yīng)改變支架的方式，從原有的順序式單架，變成分組式移架。如果遇到煤層有較大傾角的問題，可把支架前移，以此讓整個(gè)采煤工作面傾斜，保證工作有序進(jìn)行。對于同時(shí)間進(jìn)行的進(jìn)刀作業(yè)，也需要操作人員給予重視，而采煤機(jī)的切割工作出現(xiàn)溜尾，需要馬上調(diào)整滾筒的位置，暗中目前的方向繼續(xù)工作。

2.2 移架操作

煤礦的具體開采中，因?yàn)楣ぷ髅嬲w的支架是由人工手動移動，架設(shè)支架，這就導(dǎo)致部分頂板的支持需要使用單獨(dú)的支架，以支撐其現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)。由此，要求煤礦的開采現(xiàn)場，采煤機(jī)完成基本操作后，需在相應(yīng)的位置及時(shí)加入支架，支撐露出的頂板?，F(xiàn)場實(shí)際工作進(jìn)行中，支架移動的速度與機(jī)器移動的速度有差異，所以找到兩種操作的平衡，是適當(dāng)降低采煤機(jī)工作的速度，并在采煤工作的進(jìn)行中，同時(shí)移動支架。支架移動中，需要關(guān)注頂板的基本情況，如果頂梁下降的幅度較大，需停止移動支架，對頂板進(jìn)行加固。

2.3 工作面上輸送機(jī)的推送

割煤操作結(jié)束后，利用采煤機(jī)已經(jīng)形成的工作面，用輸送機(jī)進(jìn)行表面的刮板，把表面散落的小煤塊收集后，把它們推移到指定位置。這個(gè)操作過程中必須明確的一點(diǎn)是，后滾筒的所有操作都必須保持規(guī)范，并在操作后者注意刮板彎曲段的長度。另刮板輸送機(jī)正常工作中，要保證機(jī)械行進(jìn)的路線必須為一條直線。

工藝技術(shù)使用中的注意事項(xiàng)是：

現(xiàn)場的開采中，優(yōu)化端頭支架的移動處理，可以為頂板提供好的支撐，同時(shí)，輸送機(jī)收集工作面的碎渣時(shí)，也會遇到不同的問題。所以，對于這兩點(diǎn)，是在移動過程中加入安全保護(hù)，對整個(gè)結(jié)構(gòu)中容易出現(xiàn)問題的位置進(jìn)行安全檢查，控制施工操作中安全隱患的出現(xiàn)，且支架的多個(gè)連接處也要多次檢查，如果檢查中遇到安全隱患，必須把隱患及時(shí)排除。把支架移動到某個(gè)位置，必須保證這個(gè)位置沒有任何雜物。對于推進(jìn)機(jī)，是它使用前確定巷道的基本高度，確保機(jī)械不會碰撞巷道。

3 結(jié)束語

優(yōu)化煤礦開采中的巷道布置，明確采煤工藝使用的方式，是根據(jù)煤礦的基本情況，根據(jù)各層煤礦的分布情況，科學(xué)布置巷道，以保證巷道內(nèi)有良好的通風(fēng)，確保操作安全，而科學(xué)使用采煤工藝，是把安全作為前提，提高采礦效率。