采煤工作面設(shè)計(jì)相關(guān)問題探討

摘要：煤礦在建設(shè)和生產(chǎn)過程中，由于主要工作是在井下完成的，因此常常受到各種因素的制約甚至威脅，輕則會(huì)給井下工作帶來困難，影響到正常的生產(chǎn)，重則可能造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失甚至人員傷亡事故。要避免這些問題的產(chǎn)生，采強(qiáng)采煤工作面設(shè)計(jì)質(zhì)量，使之更加符合井下生產(chǎn)實(shí)際，為煤礦井下的發(fā)全、高效生產(chǎn)提供重要前提，這無疑具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

關(guān)鍵詞：采煤工作面設(shè)計(jì) 相關(guān)問題分析

采煤工作面設(shè)計(jì)是否合理，不僅影響礦井產(chǎn)量，更關(guān)系著礦企的經(jīng)濟(jì)效益。由于井下采煤工作面設(shè)計(jì)的工作量較大，且具有周期長(zhǎng)、計(jì)算復(fù)雜等特點(diǎn)，為提高相關(guān)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性與科學(xué)性，實(shí)現(xiàn)工作面高產(chǎn)高效的目的，探討采煤工作面設(shè)計(jì)相關(guān)問題無疑具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 采煤工作面整體長(zhǎng)度設(shè)計(jì)

探索與實(shí)踐是實(shí)現(xiàn)煤礦井下工作面設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要途徑，在工作面設(shè)計(jì)過程中，必須要以礦井的具體開采條件為依據(jù)，發(fā)揮優(yōu)勢(shì)多角度、全方面地進(jìn)行工作面設(shè)計(jì)，才有可能取得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。

1．1 對(duì)工作面走向長(zhǎng)度的探討 在目前技術(shù)條件下，我國(guó)煤礦井下采煤工作面的走向長(zhǎng)度是值得探討的問題。合理的工作面走向長(zhǎng)度應(yīng)能夠在最大限度地養(yǎng)活搬家次數(shù)的同時(shí)，提高煤炭資源回收率。當(dāng)然，也不是越長(zhǎng)越好，而應(yīng)在摸清工作面具體地質(zhì)條件的基礎(chǔ)下，以具體地質(zhì)條件和生產(chǎn)接續(xù)、配套設(shè)備條件等多方面因素為依據(jù)，對(duì)工作面走向長(zhǎng)度予以合理設(shè)定，當(dāng)前我國(guó)大型煤礦綜放工作面走向長(zhǎng)度大多介于1100～1400m間。

1．2 對(duì)工作面長(zhǎng)度的探討 地質(zhì)、采煤技術(shù)、生產(chǎn)管理、設(shè)備等條件，均會(huì)對(duì)采煤工作面的長(zhǎng)度形成制約。目前，120～200m是國(guó)內(nèi)采煤工作面最為常見的長(zhǎng)度，這是開采實(shí)踐中各種制約條件均衡的結(jié)果。當(dāng)然，條件準(zhǔn)許的情況下，應(yīng)盡量加大采煤工作面的長(zhǎng)度。這是因?yàn)椋孩龠m當(dāng)增大工作面的長(zhǎng)度，能減少區(qū)段煤柱占據(jù)區(qū)段整體資源的比例，從而提升區(qū)段煤炭的采出率；②適當(dāng)加長(zhǎng)的工作面更有利于采煤機(jī)械發(fā)揮作用，有利于機(jī)械優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮，從而推動(dòng)礦井增產(chǎn)增效?？傊瑧?yīng)根據(jù)開采區(qū)域和煤層的不同，合理確定工作面的長(zhǎng)度，這樣才能有效提升煤炭的采出量。

2 采煤工作面設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)順槽布置予以考慮

2．1 軌道順槽布置問題 對(duì)于軌道順槽的布置問題，應(yīng)在考慮到巷道服務(wù)時(shí)間、變形等因素的同時(shí)，以礦井具體生產(chǎn)實(shí)際和地質(zhì)條件為依據(jù)，在布置臨近采空區(qū)采場(chǎng)時(shí)，將軌道順槽沿空側(cè)通長(zhǎng)布置，并留置與老空區(qū)3.5m的保護(hù)煤柱。

2．2 運(yùn)輸順槽布置問題 為便于順槽電機(jī)與皮帶的安裝，運(yùn)輸順槽宜沿坡度設(shè)置機(jī)頭段。并保證與聯(lián)絡(luò)巷連接位置處留有20m的平段，見煤層后再沿煤層底板掘進(jìn)。同時(shí)，運(yùn)輸順槽內(nèi)的皮帶應(yīng)內(nèi)錯(cuò)布置，皮帶應(yīng)與運(yùn)輸順槽巷道和軌道順槽巷道保持合理的距離。

2．3 運(yùn)輸順槽聯(lián)絡(luò)巷布置問題 運(yùn)順聯(lián)絡(luò)巷布置是采煤工作面施工的重要環(huán)節(jié)之一。運(yùn)順聯(lián)絡(luò)巷布置在運(yùn)順東側(cè)或西側(cè)，應(yīng)以具體的井下地質(zhì)條件為主要依據(jù)，并避免應(yīng)力集中，以避免給頂板管理構(gòu)成安全威脅，同時(shí)，應(yīng)盡量減少巷道工程量，只有這樣，運(yùn)順聯(lián)絡(luò)巷的布置才能夠保證順利通過立交，且不需要增加運(yùn)輸環(huán)節(jié)。

3 采煤工作面設(shè)計(jì)過程中不應(yīng)忽視支護(hù)問題

3．1 采煤工作面合理支護(hù)的原則分析 當(dāng)采煤工作面支護(hù)面積較大時(shí)，可以單根支柱支護(hù)，結(jié)合特殊頂板的特殊支護(hù)方式來進(jìn)行，這樣能通過良好的頂板控制對(duì)支護(hù)面進(jìn)行完整支護(hù)，從而構(gòu)建一個(gè)相對(duì)最優(yōu)的采煤作業(yè)空間。與其它區(qū)域比較，頂板集中點(diǎn)承受的壓力相對(duì)較大，如果失控就可能發(fā)生冒落，對(duì)比其他地區(qū)的承受壓力，頂板集中點(diǎn)的壓力將大大增加，失控的頂板或許發(fā)生冒落。因此，應(yīng)合理選擇排數(shù)和排距的相關(guān)數(shù)據(jù)，有效防止過小或過大排距現(xiàn)象的形成，以避免頂板提前脫離煤層而發(fā)生冒落。

3．2 端頭支護(hù)管理工作優(yōu)化 煤礦井工作面的安全開采直接受到工作面端頭支護(hù)，以及高強(qiáng)度支護(hù)和大面積支護(hù)的影響。因此，選擇更加合理的采放工作面端頭方式方式，并在支護(hù)效果良好的基礎(chǔ)上，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)成效更顯著的施工作業(yè)無疑是可行的。過渡支架要選擇最佳位置，輸送機(jī)前后機(jī)頭或機(jī)尾位置是最好的選擇，當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)在支架的一側(cè)設(shè)置相應(yīng)的輸送機(jī)減速器和前后驅(qū)動(dòng)電機(jī)，這是確保采煤工作面全程保持與輸送機(jī)中心距離長(zhǎng)度一致性的有效措施。同時(shí)，特殊架構(gòu)支架，也就是過渡支架必須設(shè)置于輸送機(jī)過渡段。這個(gè)過程中，考慮如下過渡支架的如下問題：①要減小縱向基本架長(zhǎng)度、輸送機(jī)前后中心距，應(yīng)最大限度地減小底座箱上部結(jié)構(gòu)過渡支架的縱向尺寸。②后尾梁的掩護(hù)設(shè)置范圍應(yīng)盡可能適中，高度也要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，這樣能夠保證相對(duì)寬裕的動(dòng)作、移動(dòng)空間和過煤空間。③與過渡架相應(yīng)的基本架，應(yīng)當(dāng)具備放煤的功能，如采取單擺桿機(jī)制，使其在加大兩排四柱架構(gòu)后部空間的同時(shí)，避免底座與擺桿間千斤頂?shù)氖Ш?。同時(shí)，還應(yīng)通過后尾梁與銷軸合理連接的頂梁，進(jìn)一步平衡千斤頂，從而調(diào)整尾梁達(dá)到適度的高度與狀態(tài)，進(jìn)而確保和控制縱向架的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)合理控制放煤的目的。

4 結(jié)語

采煤工作面在具體設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問題十分繁雜，且受到煤層狀況和井田大小范圍等許多因素的影響。因此，只有以具體的地質(zhì)條件為依據(jù)，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，才能達(dá)到實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效生的最終目的。當(dāng)然，設(shè)計(jì)過程中，必須要注意的是即便地質(zhì)條件、具體生產(chǎn)要求等要素較為接近的采煤工作面，其設(shè)計(jì)及布置方式也具在一定的差別，必須要具體問題具體分析才能設(shè)計(jì)出更為合理的采煤工作面。

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