煤礦開(kāi)采的巷道布置與采煤工藝技術(shù)

呂效智

摘要：煤礦開(kāi)采的巷道布置方式與采煤工藝水平直接關(guān)系到煤炭生產(chǎn)的安全和效率。文章從我國(guó)的煤礦開(kāi)采現(xiàn)狀出發(fā)，首先介紹了當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的巷道布置方式，然后從割煤、進(jìn)刀、移架以及移溜等工序探討了采煤工藝技術(shù)，希望能為我國(guó)煤炭行業(yè)的發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采；巷道布置；采煤工藝

引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)煤炭的開(kāi)采和使用數(shù)量與日劇增，因此，為有效緩解當(dāng)前日益嚴(yán)峻煤炭供需矛盾，各煤炭企業(yè)應(yīng)采取有效措施來(lái)保證煤炭的供應(yīng)。在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，巷道的科學(xué)合理布置，采煤工藝的有效應(yīng)用，都是提高煤炭生產(chǎn)效率，增強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)效益的有效措施。但是，由于我國(guó)煤炭的開(kāi)采環(huán)境較為復(fù)雜，在實(shí)際的開(kāi)采過(guò)程中，各煤礦企業(yè)應(yīng)根據(jù)煤礦環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的巷道布置和提高煤炭開(kāi)采工藝，進(jìn)而提高煤炭開(kāi)采效率和安全。

1我國(guó)煤礦開(kāi)采現(xiàn)狀

自然環(huán)境中的動(dòng)植物經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)期的積累，再通過(guò)地質(zhì)不斷變遷，才逐漸形成埋壓在地表深層的煤礦。而人類(lèi)要想將深埋的煤礦開(kāi)采出來(lái)就必須通過(guò)巷道連通地表與地下，確保每層的合理采掘。近幾年，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)煤礦的需求量不斷增加，我國(guó)的煤礦開(kāi)采工作不斷深入，當(dāng)前階段淺埋煤礦儲(chǔ)量已所剩無(wú)幾，這就意味著在今后的煤礦開(kāi)采過(guò)程中，煤礦工人不能進(jìn)行簡(jiǎn)單的露天煤礦開(kāi)采，而是需要進(jìn)行更深、更廣、更復(fù)雜的開(kāi)采，這種開(kāi)采模式無(wú)疑會(huì)對(duì)開(kāi)采地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)造成不可挽救的傷害，使地質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重變化，同時(shí)也會(huì)在很大程度上增加煤礦開(kāi)采的難度

2巷道布置方式

在煤礦開(kāi)采過(guò)程中，巷道是進(jìn)行煤炭運(yùn)輸、井下通風(fēng)以及確保煤礦開(kāi)采安全的重要條件，并且根據(jù)煤礦所處區(qū)域地理環(huán)境與地質(zhì)條件的不同，通常會(huì)選取不同的巷道布置方式，如表1為常見(jiàn)的幾種巷道布置方式。

2.1近距離煤層開(kāi)采巷道布置技術(shù)

近距離煤層是指兩個(gè)間隔較小的煤層，在上層煤炭開(kāi)采的過(guò)程中會(huì)對(duì)下層的煤炭形成一定的壓力，不僅會(huì)對(duì)下層煤礦開(kāi)采帶來(lái)安全隱患，而且很可能出現(xiàn)上層煤礦頂板冒落問(wèn)題。重疊式布置方式是近距離煤層開(kāi)采時(shí)普遍采用的煤層巷道布置方式之一，主要是將長(zhǎng)度相同的頂板以重疊布置的方式布置在上層煤礦與下層煤礦之間的回采巷道平面上。同時(shí)，為了防止安全事故的發(fā)生，在進(jìn)行近距離煤層的巷道布置過(guò)程中，須按精準(zhǔn)的開(kāi)采深度和長(zhǎng)度進(jìn)行施工，通常要求上層煤礦的標(biāo)高為-200m，下層煤礦的標(biāo)高為-350m。

目前，部分施工單位在進(jìn)行近距離的巷道布置過(guò)程中，將煤礦所在的采區(qū)分為4個(gè)煤層，這樣可有效提高煤炭的開(kāi)采效率，為煤炭開(kāi)采企業(yè)帶來(lái)更高的利潤(rùn)。但近距離煤層的巷道布置施工流程較為復(fù)雜，安全性也相對(duì)較低。

2.2多煤層開(kāi)采巷道布置技術(shù)

多煤層中相鄰煤層間隔相對(duì)較小，雖與近距離煤層有一定的相似之處，但在進(jìn)行巷道布置時(shí)需要注意將其進(jìn)行區(qū)分。通常情況下，多煤層巷道開(kāi)采巷道的布置需要從以下兩方面入手，一方面是注意地板壓力的傳遞方向與方法，另一方面是確保煤層開(kāi)采的前支撐壓力，以此來(lái)減少下煤層開(kāi)采時(shí)對(duì)上煤層巷道的影響。

2.3高瓦斯煤層開(kāi)采巷道布置技術(shù)

高瓦斯煤層瓦斯涌現(xiàn)量比較大，在開(kāi)采中危險(xiǎn)系數(shù)比較高，因此在進(jìn)行巷道布置時(shí)要注意根據(jù)實(shí)際情況構(gòu)建出能夠有效控制瓦斯的通道，在煤礦中設(shè)置一定形式的解放層，通過(guò)科學(xué)合理巷道布置，加強(qiáng)高瓦斯煤礦的通風(fēng)能力。通過(guò)巷道布置，建立完善的瓦斯抽放系統(tǒng)，對(duì)煤礦內(nèi)的瓦斯進(jìn)行及時(shí)的抽放，增強(qiáng)采礦區(qū)的通風(fēng)效果，最大限度提升高瓦斯煤層開(kāi)采的安全性。通常情況下，高瓦斯煤層可采用“一進(jìn)二回”的方式來(lái)有效提高巷道的通風(fēng)能力，其中，“一進(jìn)”主要指的是增加或?qū)捷斔蜋C(jī)巷改造為進(jìn)風(fēng)巷；“二回”是指軌道運(yùn)料巷和回風(fēng)巷。該通風(fēng)技術(shù)的應(yīng)用，使邊抽邊挖的設(shè)想得到了有效的落實(shí)，在切實(shí)降低井下瓦斯含量的同時(shí)，大大提高了煤礦的開(kāi)采效率，為高瓦斯煤層的開(kāi)采提供了一定的安全保障。

3煤礦開(kāi)采中的采煤工藝

3.1割煤

采煤機(jī)割煤的方式主要包括單向割煤與雙向割煤兩種。單向割煤時(shí)采煤機(jī)在工作面上完成一次往返為一刀，該工作過(guò)程中，采煤機(jī)前滾筒負(fù)責(zé)切割頂部煤層，后滾筒則負(fù)責(zé)切割底部煤層，一般情況下，采煤機(jī)在進(jìn)行單向割煤時(shí)，其切割刀的進(jìn)刀方式是以5m/min的速度，從工作面后部?jī)A斜進(jìn)刀。雙向割煤方式主要用于煤層走向較為平穩(wěn)時(shí)，區(qū)別于單向割煤方式，雙向割煤往返一次會(huì)完成兩次切割。

3.2進(jìn)刀

采煤機(jī)在進(jìn)刀時(shí)多采用在工作面尾部以傾斜的方式進(jìn)刀，在返回刀到達(dá)工作面尾部時(shí)，工作面溜子已被推到煤層的邊緣，此時(shí)采煤機(jī)會(huì)順著溜子的方向開(kāi)始工作，滾筒也會(huì)跟著切入煤層，當(dāng)采煤機(jī)全部到達(dá)溜子直線處時(shí)，溜子尾部又會(huì)被推到煤層邊緣。另外，為保證切割刀能夠循環(huán)進(jìn)行工作，必須保證溜子在運(yùn)行時(shí)保持直線狀態(tài)，只有這樣，采煤機(jī)才能把尾部的煤層割透。

3.3移架

通常情況下，采煤過(guò)程中會(huì)采用追擊移架支護(hù)的方式，該過(guò)程主要包括割煤、移架、返空刀及推溜過(guò)程。正常情況下，移架過(guò)程中移架的下降量為20mm左右，而此時(shí)移架的位置在采煤及后滾筒約三架的距離處。需要注意的是，當(dāng)遇到工作面壓力增加，或者頂板破碎的問(wèn)題時(shí)，必須通過(guò)超前帶壓擦頂移架的方式進(jìn)行移架，該移架方式主要包括5個(gè)步驟，分別為：移架、割煤、返空刀、推溜、二次移架。同時(shí)，在將支架升到規(guī)定初撐力時(shí)要保持給液2s，然后才可停止升架。此時(shí)，支架兩個(gè)端面的距離不能超過(guò)340mm，而其與刮板運(yùn)輸機(jī)間的角度也不能超過(guò)5°。

3.4移溜

整體移溜是當(dāng)前階段應(yīng)用較為廣泛的采煤機(jī)移動(dòng)方式之一，在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中，首先利用千斤頂將液壓支架推開(kāi)以產(chǎn)生移溜動(dòng)力，然后將支架間的連接點(diǎn)當(dāng)做支點(diǎn)，將刮板運(yùn)輸機(jī)推動(dòng)到煤層邊緣處。在實(shí)際的采煤過(guò)程中，需要特別注意以下幾點(diǎn)：

一，運(yùn)輸機(jī)的工作順序，采煤機(jī)將煤層前部割開(kāi)后，再將工作面邊緣的溜子移送到煤層邊緣，在采煤機(jī)返空刀時(shí)則采用追機(jī)順序進(jìn)行移溜；

二，在工作面出現(xiàn)上翹現(xiàn)象時(shí)，采煤機(jī)會(huì)從煤層頭部向尾部進(jìn)行空刀的返回，此時(shí)移溜方向?yàn)閺念^至尾，最終使煤機(jī)到達(dá)煤層邊緣極限處；

三，工作面運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)下滑現(xiàn)象時(shí)，采煤機(jī)會(huì)在完成尾部切割后，重新從溜子彎曲處將其呈直線推向煤層邊緣。

結(jié)束語(yǔ)

近年來(lái)，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，我國(guó)的采煤技術(shù)已有了較大的提升，但是，在實(shí)際的采煤過(guò)程中，依然要加強(qiáng)對(duì)巷道布置的重視，這是確保煤礦安全生產(chǎn)的重要的前提。相關(guān)作業(yè)人員在日常的工作中，需要隨時(shí)進(jìn)行總結(jié)、分析，對(duì)采煤技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行深入研究，在不斷提高煤炭生產(chǎn)水平的同時(shí)，為煤炭企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高做出貢獻(xiàn)。

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