煤礦開(kāi)采中的巷道布置及采煤技術(shù)分析

王小東 曾慶文 程學(xué)紅

摘 要：隨著我國(guó)對(duì)煤炭資源的需求量不斷增多，這讓煤礦開(kāi)采行業(yè)也變得逐漸熱鬧非凡，而加強(qiáng)開(kāi)采煤礦的力度，則能夠?yàn)樯鐣?huì)提供更多的煤炭資源，切實(shí)地服務(wù)好人們的日常生活，還有社會(huì)的生產(chǎn)。但煤礦開(kāi)采過(guò)程是漫長(zhǎng)且具有危險(xiǎn)性的過(guò)程，為保障煤礦的安全生產(chǎn)，做好巷道的布置是煤礦開(kāi)采工藝選擇的重點(diǎn)，是滿足煤礦安全生產(chǎn)的要求，文章主要分析了中國(guó)煤炭開(kāi)采的現(xiàn)狀，探討煤礦開(kāi)采技術(shù)和開(kāi)采工藝，以期促進(jìn)相關(guān)工作的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤礦開(kāi)采；巷道布置；采煤技術(shù)

1導(dǎo)言

煤礦生產(chǎn)是一個(gè)非常復(fù)雜且危險(xiǎn)的過(guò)程。近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)煤礦生產(chǎn)技術(shù)取得了很大的進(jìn)步。只有對(duì)煤礦開(kāi)采巷道布置的方法，還有采煤工藝技術(shù)進(jìn)行充分的考慮，才能夠使我國(guó)煤礦開(kāi)采的效率得到真正的提升，提高煤礦開(kāi)采率，讓礦工的工作量還有工作強(qiáng)度都能夠得到顯著的改善，達(dá)到對(duì)礦工工作安全性進(jìn)行保護(hù)的目的。

2采煤相關(guān)概念

煤炭作為一種基礎(chǔ)性能源，在我國(guó)國(guó)民生產(chǎn)中占據(jù)著極為重要的地位。煤炭含有多種礦物元素，是一種不可再生的基礎(chǔ)能源。我國(guó)是煤炭?jī)?chǔ)量大國(guó)，也是煤炭出口大國(guó)，煤炭為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供了強(qiáng)有力的能源保證。目前，我國(guó)常用采煤技術(shù)主要有單一走向長(zhǎng)壁采煤技術(shù)、傾斜分層走向長(zhǎng)壁下行垮落采煤技術(shù)、傾斜分層傾斜長(zhǎng)壁采煤技術(shù)、放頂煤采煤技術(shù)和急傾斜煤層采煤技術(shù)等五類。采煤技術(shù)的選擇是依據(jù)煤層埋藏條件決定的，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中還需要遵守安全生產(chǎn)原則、高效開(kāi)采原則及經(jīng)濟(jì)合理原則等，進(jìn)行合理、安全、高效的煤礦開(kāi)采。

（1）單一走向長(zhǎng)壁采煤技術(shù)適用的范圍廣泛，具有采空區(qū)處理工藝簡(jiǎn)單、處理費(fèi)用不高的優(yōu)點(diǎn)，在頂板易于垮落的緩斜、傾斜和中厚煤層情況采用得比較多。

（2）傾斜分層走向長(zhǎng)壁下行垮落采煤技術(shù)能獲得較好的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，但在煤礦假頂鋪設(shè)時(shí)困難，巷道維護(hù)和管理比較復(fù)雜。

（3）傾斜分層傾斜長(zhǎng)壁采煤技術(shù)具有工藝和布置相對(duì)簡(jiǎn)單，工藝造價(jià)費(fèi)用較低，適應(yīng)性廣，造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。但是該技術(shù)傾斜巷道距離較遠(yuǎn)，生產(chǎn)運(yùn)輸和通風(fēng)存在困難，給生產(chǎn)效率和生產(chǎn)安全帶來(lái)一定的威脅。

（4）放頂煤采煤技術(shù)具有適應(yīng)范圍廣，生產(chǎn)效率較高，生產(chǎn)設(shè)備成本較低的優(yōu)點(diǎn)，但是也存在生產(chǎn)損耗較大，安全性不高的缺點(diǎn)。

3煤礦開(kāi)采的巷道布置技術(shù)分析

3.1隨著煤炭資源需求量的不斷增加，盡管我國(guó)煤礦開(kāi)采工藝取得了一定的發(fā)展，但煤礦開(kāi)采區(qū)域地理環(huán)境復(fù)雜多樣，開(kāi)采條件差，加上企業(yè)對(duì)開(kāi)采技術(shù)不完善，這就要求企業(yè)需要根據(jù)周圍環(huán)境科學(xué)合理的進(jìn)行巷道布置和采煤工藝。巷道是構(gòu)成煤礦開(kāi)采的主要通道，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中起到煤炭提升、設(shè)備運(yùn)輸和通風(fēng)排水等作用，在煤礦企業(yè)中常見(jiàn)的巷道分為直立巷道、水平巷道和傾斜巷道，巷道的安全影響著煤礦開(kāi)采能否安全順利的進(jìn)行，因此企業(yè)在巷道布置時(shí)必須做好煤層結(jié)構(gòu)及煤炭資源儲(chǔ)備的全面分析，依照相關(guān)工藝流程進(jìn)行操作，針對(duì)不同煤層采用不同的巷道布置技術(shù)，關(guān)注巷道的布置效果，及時(shí)處理開(kāi)采過(guò)程中的問(wèn)題。

3.2近距離煤層的巷道布置分析

近距離煤層主要是指兩個(gè)煤層間隔較小的煤層，在煤層開(kāi)采過(guò)程中，針對(duì)不同煤層的壓力，會(huì)產(chǎn)生不同的情況，特別是當(dāng)上煤層處于開(kāi)采狀態(tài)，會(huì)形成對(duì)下煤層的壓力，也有可能觸發(fā)冒頂?shù)奈ｋU(xiǎn)，因此針對(duì)近距離煤層的巷道布置過(guò)程中，首選要根據(jù)下煤層頂板的承受壓力進(jìn)行布置，可采用重疊布置方法，將重疊設(shè)置為統(tǒng)一長(zhǎng)度的頂板，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行作業(yè)，確保上煤層和下煤層的高度處于安全距離才可以施工，與普通巷道相比，近距離煤層的布置安全可靠性較低。

3.3多煤層和復(fù)合型的巷道布置

多煤層巷道布置過(guò)程中要綜合考慮布局的合理性和科學(xué)性，多煤層多數(shù)處于煤層開(kāi)采條件復(fù)雜的環(huán)境中，受周圍的影響較大，支護(hù)結(jié)構(gòu)的不合理很有可能造成支護(hù)受力不均勻，影響煤層的開(kāi)采，在進(jìn)行多煤層巷道的開(kāi)采過(guò)程中首先要合理設(shè)計(jì)巷道，對(duì)第一層上下區(qū)域的巷道布置選擇適合的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行加固，采用控制中間煤層的空間的方式處理中間煤層的巷道壓力，這樣既能滿足生產(chǎn)的需求又可以日后維護(hù)巷道。

復(fù)合型煤層和多煤層情況類似，首先要考慮上下煤層的穩(wěn)定性，將煤層的距離控制在一定的可控范圍內(nèi)，其次要考慮到巷道布置時(shí)產(chǎn)生的支撐壓力對(duì)煤層的影響，就目前的技術(shù)而言，復(fù)合型煤層的巷道布置采取分組布置的方式，該方式適合煤礦自身?xiàng)l件較好的煤層，使用的范圍較小。

4煤礦采煤技術(shù)

4.1做好采場(chǎng)圍巖的勘察工作

在煤礦開(kāi)采前，要對(duì)采場(chǎng)進(jìn)行觀察和研究，明確采場(chǎng)周圍巖石的分布情況，分析如何才可以實(shí)行有效的巖層控制。在實(shí)際開(kāi)采過(guò)程中，要根據(jù)實(shí)際情況合理使用巖層控制技術(shù)，提高開(kāi)采效率，確保開(kāi)采活動(dòng)可以在低成本、高效率、高安全的情況下進(jìn)行。要運(yùn)用一定的數(shù)學(xué)或力學(xué)理論，充分分析礦井的實(shí)際狀況，對(duì)煤的分布、地形地勢(shì)及開(kāi)采方式進(jìn)行討論、研究，制定科學(xué)合理的實(shí)施方案。同時(shí)，在開(kāi)采過(guò)程中要及時(shí)使用現(xiàn)代化的先進(jìn)設(shè)備、材料、技術(shù)等，解決在開(kāi)采過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題和困難，降低部分施工過(guò)程高成本的問(wèn)題，將施工簡(jiǎn)單化。另外，要完善對(duì)礦井的監(jiān)測(cè)制度和方法，實(shí)行良好的監(jiān)測(cè)方案，保證監(jiān)測(cè)的實(shí)時(shí)性，開(kāi)展對(duì)礦井頂板、支護(hù)的質(zhì)量等方面的監(jiān)測(cè)，保證礦井的任何方面都是安全和正常的，更加直觀地反映礦井的實(shí)際狀態(tài)。

4.2割煤與裝煤技術(shù)

采取此項(xiàng)技術(shù)，具體是科學(xué)的安排，同時(shí)選擇好采煤機(jī)的工作方法，還有進(jìn)刀的方法。一般情況下，如果煤層比較平緩，則可以在作業(yè)的過(guò)程中采取雙向割煤的工作方法，也就是在正式進(jìn)行工作前，全方位地檢查采煤機(jī)的工作狀態(tài)，為了防止萬(wàn)一，需要將采煤機(jī)的冷卻裝置打開(kāi)，同時(shí)將其的運(yùn)作維持在5min左右的空載狀態(tài)，歸根結(jié)底就是為了有效地評(píng)定采煤機(jī)的實(shí)際工作性能，在發(fā)現(xiàn)其有故障的情況存在，就需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行及時(shí)的維修，或者是進(jìn)行更換。在進(jìn)行割煤期間，需要適當(dāng)?shù)貙?duì)滾筒的升降幅度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，而在操作割底期間，需要讓煤壁的狀態(tài)一直保持為直線。雖然機(jī)械設(shè)備提高采煤與裝煤的技術(shù)水平，但還不能完全實(shí)現(xiàn)智能化，需要人工進(jìn)行干預(yù)。從目前的發(fā)展來(lái)看，在割煤技術(shù)上需要注意進(jìn)刀的角度和速度，這些都是割煤技術(shù)的關(guān)鍵，而對(duì)于裝煤應(yīng)該在保證不損失過(guò)多煤炭的情況下進(jìn)行等。

4.3機(jī)械化放頂技術(shù)

在開(kāi)采煤層相對(duì)較厚的煤礦時(shí)，可以使用機(jī)械化放頂技術(shù)，這也是一種技術(shù)水平相對(duì)較高的采煤方法，但是其在傳統(tǒng)煤礦開(kāi)采中并未得到廣泛應(yīng)用。在使用機(jī)械化放頂技術(shù)時(shí)，首先需要建設(shè)一個(gè)一定長(zhǎng)度和面積的工作面，采取措施對(duì)煤層進(jìn)行松化處理，粉碎頂層掉下來(lái)的煤炭，完成煤炭采集，最后將煤運(yùn)出。這種技術(shù)在一些較大的煤礦企業(yè)被廣泛使用，但是由于煤層之間的差異，在使用機(jī)械化放頂技術(shù)時(shí)也會(huì)出現(xiàn)差異，需要對(duì)其給予重視。機(jī)械化放頂技術(shù)是中國(guó)煤礦開(kāi)采過(guò)程中廣泛使用的一種方式，在世界其他國(guó)家的煤礦開(kāi)采中也得到廣泛使用，具有較高的開(kāi)采率，還可以實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)量、低成本的目標(biāo)。但是機(jī)械化放頂技術(shù)也存在一定的不足之處：危險(xiǎn)系數(shù)比較高、缺乏安全性，在使用過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)機(jī)械故障、傷人等危險(xiǎn)，所以在使用這種技術(shù)時(shí)需要建立全面的安全措施，防止危險(xiǎn)的發(fā)生，保證施工人員的安全。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，各行各業(yè)都迎來(lái)了高速發(fā)展的時(shí)期。而煤炭資源是我國(guó)各行各業(yè)發(fā)展的重要能源保證。加強(qiáng)對(duì)采煤技術(shù)的研究，提高采煤水平，是獲取經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，在煤礦開(kāi)采過(guò)程中面對(duì)不同的巷道布置，做好巷道技術(shù)的分析和創(chuàng)新，在保障安全開(kāi)采的同時(shí)提高煤礦的開(kāi)采質(zhì)量和效率，完善技術(shù)水平。

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