煤礦開采巷道布置及采煤工藝分析研究

（山西焦煤集團臨汾宏大礦業(yè)有限責任公司 山西 041000）

引言

就目前來看，我國煤礦開采作業(yè)過程中的開采面不僅跨度很長，而且開采面積也比較大，而這便需要采取更加嚴格的開采技術(shù)，才能保障煤礦開采安全。當煤礦巷道沒有進行合理的布置，或是采用的采煤工藝不符合煤礦開采現(xiàn)場實際情況時，便會對煤礦開采量造成嚴重影響，甚至還會因此產(chǎn)生安全事故，給煤礦開采人員的人身安全造成巨大威脅。所以，煤礦企業(yè)在開展煤礦開采活動之前，需要對巷道布置進行深入研討與分析，確保采取的采煤工藝能夠科學、合理。

1.煤礦開采巷道布置及采煤工藝分析

(1)巷道布置

當前，我國已經(jīng)在很長一段時間中持續(xù)開采煤礦資源，這使得許多煤礦資源開采區(qū)域的開發(fā)度日益提高，但也使煤礦資源變得日益枯竭，礙于我國現(xiàn)代社會發(fā)展對煤炭資源的龐大需求量，再加上煤炭開采質(zhì)量需要切實提高，就需要對煤礦下的煤層進行更深度的開采。但是，深層煤礦和淺層煤礦的開采難度是截然不同的，當開采深度增加時，其巷道布置以及采煤工藝也都有所不同。在開采深層煤礦時，主要是對開采面進行大長度的拓展，布置巷道時則需按照深層開采要求來執(zhí)行，并且在巷道布置之前還要充分考慮到煤礦開采面的實際情況，以使巷道布置方案能夠符合深層煤礦開采作業(yè)要求，有效保障煤礦開采作業(yè)安全。除此之外，煤礦開采人員還要采取措施來加固開采面地板，確保開采人員能夠利用巷道來保障煤礦開采安全，避免地下瓦斯出現(xiàn)泄漏問題。在開采深層煤礦時，只有注意上述問題，方可使煤礦開采質(zhì)量及開采效率得到有效保證，煤礦開采人員的人身安全得到切實保障。

(2)采煤工藝

考慮到我國對煤礦資源的需求量逐年增長，這使得煤礦企業(yè)在開采煤礦過程中的開采深度不斷增加，而開采深度增加則會提高煤炭資源的開采難度，并且煤炭資源開采量也變得不穩(wěn)定。為此，要想在提高煤炭開采量的同時，降低煤礦開采難度，使開采出的煤炭資源能夠有效滿足社會資源需求量，就必須保證專業(yè)人員能夠在綜采煤層之前充分了解煤層中的各種異常復雜情況，在應用相應的大型機械來對煤層進行開采之前，為了實現(xiàn)綜采，便需要依據(jù)工作面在綜采過程中所取得的各項數(shù)據(jù)，以此對煤層資源質(zhì)量及數(shù)量做出一個準確的判斷，待開采水平完全達到后，再結(jié)合開采現(xiàn)場的實際情況來對相應的采煤工藝進行合理的選擇，使大型開采機械能夠滿足工作面要求，并通過裝機試運行來驗證開采機械的實際效果，待其運行效果滿足要求后，方可按照采礦規(guī)定來開采工作面。

(3)高濃度瓦斯氣體下的巷道布置

眾所周知，煤炭資源在歷經(jīng)幾千年的形成過程中還會有大量的瓦斯產(chǎn)生，這也導致煤礦開采作業(yè)時布置的巷道內(nèi)往往充斥著大量瓦斯氣體，因瓦斯是一種看不見、聞不到的易燃易爆氣體，這也造成煤礦開采人員往往很難察覺這些瓦斯氣體，當巷道中的瓦斯氣體達到一定濃度時，便會造成煤礦開采人員的呼吸困難，甚至因此而引起窒息死亡。更為危險的是，當瓦斯氣體遇到明火或火星時，便極易發(fā)生燃燒甚至爆炸，而這勢必會給煤礦開采人員的生命安全造成巨大威脅。因此，必須要采取相應的措施來減少瓦斯氣體在巷道中的濃度含量，而這便需要將解放層布置到巷道中，利用解放層來抽放瓦斯氣體，或是通過一進二回通風方式來降低瓦斯氣體濃度。

(4)破碎煤層中的巷道布置

在煤礦開采作業(yè)中，往往會遇到比較破碎的煤層，這些破碎煤層有些是天然形成的，有些則是煤層開采后剩余的碎煤?？紤]到破碎煤層中的煤炭量往往比較少，這使得煤礦企業(yè)在開采這些破碎煤層時，通常要對開采經(jīng)濟性進行分析，而且即使決定開采破碎煤層，其實際經(jīng)濟效益往往也比較有限。為了減少巷道布置中花費的成本，便需要盡可能的使用原有巷道，不過，部分原有巷道可能并不滿足破碎煤層的開采要求，此時便需要對這些不滿足要求的巷道進行相應的改造，以確保這些巷道進行改造后能夠確保煤層通風良好，以使煤礦開采人員的人身安全得到有效保證。

2.煤礦開采作業(yè)中的安全風險

(1)環(huán)境風險

在對深層煤進行綜采時，可能存在以下環(huán)境安全隱患：其一，工作面頂部面板的管理隱患，煤礦開采人員在利用大型機械來開采深煤層時，因土壤擠壓會使工作面頂部面板受到分離作用影響，當分離作用力超過工作面頂部面板所能承受的極限時，便會造成工作面頂部面板發(fā)生斷裂，進而威脅到巷道內(nèi)開采人員的人身安全，并且當工作面頂部面板斷裂時，是很難采取有效措施進行修復的。當綜采工作面頂部面板發(fā)生斷裂，會造成煤礦壓力急劇增大，此時支架受到的壓力也會隨之迅速增加，在巨大壓力作用下，支架可能會發(fā)生變形甚至折斷，而這勢必會引發(fā)更大的安全風險；其二，在開采工作面中，煤壁會變得凹凸不平，當壓力集中在煤壁兩側(cè)時，便會造成片幫脫落，從而使煤渣清理變得異常困難，并且過厚的片幫一旦發(fā)生突然性的掉落，還會砸傷工作人員。因此，如果深層煤綜采工作中存在的安全隱患不得到及時的解決，不僅不利于巷道在作業(yè)面中的布置與維護，更會對煤礦生產(chǎn)安全造成巨大威脅。作為煤礦企業(yè)，必須要加強巷道整體布局，找出可能影響煤礦開采安全的風險因素，并采取防范措施來規(guī)避安全風險，只有這樣才可保證煤礦開采工作安全。

(2)設(shè)備及人員風險

在對煤礦進行開采時，不僅開采現(xiàn)場的地質(zhì)環(huán)境條件可能會引發(fā)安全問題，如果對機械設(shè)備使用不當，也極易引發(fā)安全問題。具體如下：首先，在使用采煤機過程中，如果操作方法不當，會造成碎煤被大量拋出，而碎煤在掉落至井下時極易砸傷開采人員，進而由此引發(fā)安全事故。其次，隨著煤礦開采作業(yè)的不斷推進，煤層會變得越來越陡，而開采人員在井下來回出入時便會產(chǎn)生很大不便，在安裝必要的防護設(shè)施時也會存在較大難度。最后，機械操作人員出現(xiàn)違規(guī)操作或危險操作時，也易引發(fā)安全問題。

3.提高采煤工藝效果的建議

(1)通過機械設(shè)備對巷道進行合理布置

在采煤作業(yè)中需要合理布置巷道，當?shù)装褰Y(jié)構(gòu)不合理時，應針對其不合理之處，并結(jié)合煤礦開采需要來進行必要的改造，以確保改造后的底板結(jié)構(gòu)能夠保證巷道連貫性。除此之外，在布置煤礦開采設(shè)備時應保證科學性、合理性，工作人員在應用刮煤機時需要控制其平穩(wěn)性，以防止煤礦運輸過程中出現(xiàn)掉落。此外，還要對輸送機外沿進行改進，利用起吊滑輪來保證液壓支架的穩(wěn)固性，以使運輸機變得更加高效。

(2)針對工作面復雜性來優(yōu)化采煤工藝

在優(yōu)化采煤工藝時，可采取以下優(yōu)化手段：首先，可對煤的處理順序進行工藝優(yōu)化，原來的煤炭處理工藝是先對煤炭進行切割，使其成為大量的小塊煤后進行移架。而經(jīng)過優(yōu)化后的采煤工藝則可先對開采的煤炭進行移架，然后再對煤炭進行小塊切割，這樣利用掏量窩方式，可使運輸工具獲得更大的移動距離，這樣便可通過超前移架起到一定的保護頂板作用。其次，可通過優(yōu)化采煤機械的工作細節(jié)來達到優(yōu)化目的，傳統(tǒng)的采煤機在進刀時采取的是兩段斜切方式，而通過改進采煤機的進刀方式，使其能夠從作業(yè)面中部送刀，能夠使采煤機械取得更高的作業(yè)效率，更重要的是利用多作業(yè)面同時進刀，還可對巷道起到一定的保護作用。最后，優(yōu)化人員布置，以往設(shè)備運行過程中需要人員看管，而通過人員布置優(yōu)化則可采取階梯式看管，即設(shè)備的各個操作環(huán)節(jié)均有對應的人員進行看管，哪個環(huán)節(jié)出問題都能追溯到對應的責任人，這樣不僅可提高機械運行效率與煤礦開采質(zhì)量，還可在問題產(chǎn)生時真正做到追根溯源。

(3)加強人員能力培養(yǎng)

在對采煤工藝效果進行優(yōu)化過程中，對工作人員能力的培養(yǎng)也是至關(guān)重要的。一方面，煤礦企業(yè)需要采取各種措施來增強自身的人才吸引力，使更多的稀缺人才能夠匯聚于企業(yè)，而這就需要煤礦企業(yè)能夠強化績效考核，將績效和員工薪酬進行掛鉤，對表現(xiàn)優(yōu)異員工給予適當獎勵。并且還要為員工進行職業(yè)生涯規(guī)劃，遵循“以人為本”的管理理念來幫助員工更好地實現(xiàn)人生目標，充分調(diào)動其工作積極性，使其能夠全心全意地為企業(yè)發(fā)展做出貢獻。另一方面，煤礦企業(yè)需要向員工提供專業(yè)化培訓，使其掌握更多關(guān)于采礦方面的知識，并在遇到突發(fā)情況時能夠冷靜處理，不斷革新員工的工作思想，使其充分發(fā)揮自身創(chuàng)新精神，通過巷道布置與采煤工藝等方面的積極創(chuàng)新，以此保障煤礦企業(yè)的穩(wěn)步發(fā)展，全面提高煤礦開采工藝效果。

4.結(jié)語

總而言之，當前我國對煤炭資源的需求量仍舊非常巨大，但我國也正積極推進新型能源開發(fā)，以此逐步代替煤炭資源，而在此過程中，必須保證煤炭資源的穩(wěn)步供應，保證煤炭資源開采質(zhì)量，在確保合理布置巷道的同時，對煤礦開采工藝進行深度分析與創(chuàng)新，以此不斷降低煤礦開采難度，切實保障和維護煤礦開采人員的生命安全。