煤礦開采的巷道布置與采煤工藝技術(shù)研究

王峰 都政楊

摘? 要：開采作業(yè)效率、成本管控和作業(yè)的安全性是煤礦開采行業(yè)最為注重的幾個要點(diǎn)。煤礦開采的現(xiàn)場以及開采過程之中實(shí)時發(fā)生的需求是無法提前預(yù)知的，這對技術(shù)人員對現(xiàn)場的了解程度以及對未發(fā)生事件風(fēng)險的評估與把控有著更高的要求。結(jié)合開采現(xiàn)場對開采巷道的布置，是把控未知風(fēng)險的一種手段，需要技術(shù)人員結(jié)合實(shí)際情況以及開采的選用形式綜合考量。

關(guān)鍵詞：煤礦開采? 巷道布置? 采煤工藝? 研究

中圖分類號：TP363? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）08（c）-0101-03

Abstract： The efficiency of mining operations， cost control and operation safety are the most important points that the coal mining industry pays attention to. The real-time needs of the coal mining site and the mining process cannot be predicted in advance， which has higher requirements for the technical personnel's understanding of the site and the assessment and control of the risk of unoccurring events. The layout of the mining roadway in combination with the mining site is a means of controlling unknown risks. It requires technical personnel to consider the actual situation and the selection form of mining.

Key Words： Coal mining; Roadway layout; Coal mining technology; Research

我國工業(yè)化的發(fā)展到現(xiàn)今的標(biāo)準(zhǔn)，離不開科技的迅速進(jìn)步，社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國煤礦開采技術(shù)也有了很大的提升。自動化技術(shù)在不斷發(fā)展，一定程度上能夠減少人力、提高工作效率。但開采行業(yè)配合人力的結(jié)合才能使開采更有效率。我國作為開采量第一大國，煤礦在我國的經(jīng)濟(jì)體系中占據(jù)著重要地位，開采過程中發(fā)生事故的報告屢見不鮮，正確且科學(xué)的采取應(yīng)對措施，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)險的管控，規(guī)避不可挽回的事故發(fā)生，對煤礦開采技術(shù)的加大革新，對全方位提高煤礦開采行業(yè)的安全性具有重要意義。

1? 常見采礦技術(shù)分析

煤炭的形成過程經(jīng)歷了上千年的復(fù)雜地質(zhì)運(yùn)動，煤層與煤層之間的地質(zhì)差異需要視情況采用最佳的方式，才能最大程度地保證開采效率。針對這樣的情況，需要在開采作業(yè)過程中實(shí)時的根據(jù)當(dāng)前情況把控當(dāng)下的開采順序安排，開采時間分布以及開采空間合理分配，以下針對常見的幾種開采工藝進(jìn)行分析：根據(jù)不同的礦產(chǎn)資源劃分不同的采礦方式，常見的開采工藝有旱采與水采兩種工藝。旱采體系之下還分為壁式開采體系與柱式開采體系，壁式開采之下又分為整層開采與分層開采。水采的工藝主要包括柱式體系，常用于整層開采過程中。根據(jù)不同的礦產(chǎn)資源劃分不同的采礦方式，以開采工具來劃分開采形式有常見的普通機(jī)械化開采與綜合的機(jī)械化開采，機(jī)械化的開采形式使煤礦開采效率大幅度提高，產(chǎn)能也相當(dāng)可觀，自動化為人們提供的安全性與便利性在這之中得到了很好的體現(xiàn)[1]。

2? 采煤機(jī)器的選用

進(jìn)行開采作業(yè)過程中需要合理選擇開采方式，應(yīng)對不同類型的礦產(chǎn)選用不同的開采機(jī)器也能大幅度提高效率。本文主要舉例懸機(jī)身采煤機(jī)，它的特點(diǎn)是擁有懸掛的機(jī)身布置，主要分為兩個部分，一部分為主機(jī)，另一部分為搖臂懸出刮板輸送機(jī)。區(qū)別與傳統(tǒng)機(jī)器，懸掛機(jī)身采煤機(jī)將機(jī)身懸臂在煤壁找到安置的點(diǎn)，懸掛與煤壁之上，在煤壁側(cè)上安置的機(jī)道上運(yùn)行，這樣的方式合理運(yùn)用了空間布置，結(jié)構(gòu)上將各個部件相互獨(dú)立出來，運(yùn)用靈活，維護(hù)起來相較傳統(tǒng)機(jī)器也容易得多，各個部件獨(dú)立出來也很大程度的提高了煤量的運(yùn)輸[2]。開采流程是在采煤機(jī)工作的狀態(tài)之下，沿著頂板進(jìn)行割煤作業(yè)，在滾筒降落之時，割煤作業(yè)的位置沿底板繼續(xù)采割作業(yè)。采割下來的礦物經(jīng)過滾筒直接就能送入運(yùn)輸帶，最大程度地實(shí)現(xiàn)了開采轉(zhuǎn)運(yùn)同時作業(yè)。開采過程中要注意如下幾個要點(diǎn)：一是對操作工的技術(shù)有較高的要求，在切割礦產(chǎn)時需要將滾筒的升降程度嚴(yán)格把控，做到在切割作業(yè)時可以做到一次將頂煤切割完畢，低部的切割采摘也應(yīng)該最大程度地做到平整，盡量保證煤壁的平整程度。二是在遇到煤層存在較大傾斜角度之時，需要轉(zhuǎn)換割采方式，采用單向的割煤方式以由尾向頭的方向進(jìn)行割采。綜采的方式是現(xiàn)階段大型煤礦開采企業(yè)常用的一種開采技術(shù)，因其能夠大程度提高生產(chǎn)效率、提高安全性而被大型煤窯所選用。

3? 巷道布置技術(shù)

直立巷道，水平巷道和傾斜巷道在煤礦巷道的開采過程中相對普遍，甚至對煤礦的安全性和效率產(chǎn)生不利影響。大多數(shù)煤炭開采公司在布置巷道過程中需要遵循以下步驟：首先，對土壤層內(nèi)部煤炭儲量進(jìn)行全面分析，以便每個人都能全面了解煤炭儲量的狀況。其次，了解相關(guān)情況后，按照相關(guān)程序進(jìn)行操作，以更好地保證巷道布置的效果。通常，有必要根據(jù)不同煤層的不同情況有效地布置巷道。

3.1 不同深度的巷道布置

煤礦作為一種天然形成的資源，它的形成方向隨著地殼的運(yùn)動與河流的變遷等等無法控制的地質(zhì)轉(zhuǎn)化，形成今天的礦物資源。各個地區(qū)的天然煤礦的條件都是不同的，開采作業(yè)形式也要隨著不同的條件的煤礦做對應(yīng)的調(diào)整，在不同的開采條件下，采取因地制宜的開采方式與設(shè)備，做合理的巷道布置以及配備相應(yīng)的設(shè)備與技術(shù)來提高煤礦開采的作業(yè)效率與安全性。按照不同深度的煤系布置巷道是提高開采效率與安全性的一種方式?，F(xiàn)階段大多施工單位在進(jìn)行近距離煤層開采的巷道常使用巷道布置將開采區(qū)域劃分為四個煤層開采區(qū)域，這樣在一定程度上可以提高開采的效率，其犧牲了安全性為企業(yè)實(shí)現(xiàn)利益最大化。針對這樣的情況，重疊布置的方式在上層煤礦與下層煤礦之間都布置使用了長度相同的支撐面板，同時再開采深度與長度都必須按照上層煤層標(biāo)準(zhǔn)高度-200m、下層煤層標(biāo)準(zhǔn)高度-350m的標(biāo)準(zhǔn)來進(jìn)行開采作業(yè)，精準(zhǔn)的按照標(biāo)準(zhǔn)開采作業(yè)，可以在很大程度上開采的保留安全性。針對舉例的近距離煤層開采，通常采用“沿空留巷”的開采形式，對上方待開采煤層采用“延空留巷”的方式，在巷道動工的最初階段深挖至開切眼之時，同時做聯(lián)通上下煤層做連通巷道，將下層煤層的開切眼作為輸送礦產(chǎn)的通道[3]。

3.2 多煤層的巷道布置

地質(zhì)運(yùn)動變化出不同形態(tài)的礦物巖層，煤礦在這其中也有萬般形態(tài)，與近距離開采相似的還有多煤層的煤礦開采。多煤層的開采一般會受到以下因素影響：因其相鄰的煤層距離過近，下部分的開采作業(yè)對上部分的煤層影響是互相制約;煤層的頂層壓力與煤層底層的壓力互相影響;開采巷道需要布置得安全、科學(xué)、合理，能夠把控每一條開采巷道的壓力支撐上限，利用開采巷道對礦物層實(shí)現(xiàn)保護(hù)，巷道之間相互支撐的底板安裝方式和方向也需要合理布置[4]。舉例三層煤層的開采，假定開采的煤礦設(shè)定為三層，一次設(shè)置三條上山組合兩條巖石上山結(jié)合一條煤層上山，上山的巷道輔助煤層加之保護(hù)層。第一層加強(qiáng)了下部分區(qū)域的巷道的保護(hù)。開采二層屬于中段位置，風(fēng)險相較一三，兩層更為高出一些，因此設(shè)置上下兩個上（下）山加強(qiáng)風(fēng)險控制，寬度可根據(jù)開采巖層的硬度決定，常設(shè)置為20m之內(nèi)，一來控制了煤的開采量，二來也能為煤層開采的巷道設(shè)置提供足夠的空間滿足開采需求，第三層采用與前兩層一致的巷道布置方式，這樣的布置方式雖然損失了一定的開采量，折損了利潤，但是能很大程度地提高安全性[5]。

4? 移架的工藝與技術(shù)

煤礦在開采過程中，一般將手動的鄰架的支架形式應(yīng)用于工作面中，這樣的支護(hù)方式可以使得開采過程中露出新的頂板，能夠得到支架的保護(hù)。在開采過程中，采煤機(jī)在該片區(qū)的采割煤作業(yè)完成之后，需要快速移駕配合，支護(hù)新露出的頂板。這樣的形式在采煤實(shí)踐的過程中，需要配合采煤機(jī)器的開采速度，輔之支架防護(hù)。在移動的過程中也需要時刻注意支架的高度，如出現(xiàn)大范圍的頂梁下降的情況，為了保證礦井之中的安全，需要及時開展支架校正的工作。在開采作業(yè)開始之前，需要檢查支架的防護(hù)，確保無安全隱患，在檢查過程中能夠及時發(fā)現(xiàn)問題，將支架的四周雜物移除[6]。

5? 結(jié)語

技術(shù)的革新都是為了更好地為人們提供品質(zhì)生活而服務(wù)，工業(yè)的迅速發(fā)展，人們在注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時不應(yīng)該對安全問題采取漠視的態(tài)度。提高對安全性的重視一定程度也能提高生產(chǎn)效率促進(jìn)經(jīng)濟(jì)更快發(fā)展。煤炭作為一種不可再生資源，合理的開采與利用才是符合可持續(xù)性發(fā)展理念的。煤炭在開采過程之中的巷道布置技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)是隨著煤炭開采技術(shù)的革新不斷變更的，如何提高開采的安全程度，最大程度減少事故的發(fā)生，也應(yīng)該隨著技術(shù)的創(chuàng)新不斷增加防護(hù)保障人民生產(chǎn)安全。

參考文獻(xiàn)

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[3] 程艷立.煤礦開采的巷道布置與采煤工藝技術(shù)[J].化工中間體，2019（6）：161-162.

[4] 李豐領(lǐng).煤礦開采中的巷道布置及采煤技術(shù)分析[J].山西能源學(xué)院學(xué)報，2018（1）：3-5.

[5] 陳玉章.斜坡采煤法中的安全問題及解決措施研究[J].科技資訊，2019，17（3）：66-67.

[6] 仲叢華.采煤機(jī)自動控制系統(tǒng)分析[J].科技資訊，2019，17（3）：37-38.