煤礦開采巷道的布置與采煤工藝技術的探討

梁秀前

（長治市上黨區能源局，山西 長治047100）

隨著科技的不斷進步，我國煤礦開采行業也在隨著經濟及技術的發展而不斷的發展著。煤炭是我國能源的主要來源，在我國占據主要地位，而且我國物產豐富，煤炭的產量也一直很高，但煤礦產業的事故率也居高不下[1]。鑒于此，我國應該在煤礦開采中的巷道布置和開采工藝技術方面不斷的改革創新，提高煤炭開采的安全性。

1 煤礦開采巷道布置

根據相關數據統計表明，煤礦開采中的巷道布置對于后續開采過程中的開采工藝技術選擇具有重要意義。

1.1 復合型煤層的巷道布置

復合型煤層的巷道布置需要根據煤層的性質探測產生的穩定性分析而確定巷道的布置，并在礦井中對煤層煤質的分析和對巷道布置的受力分析來確定。此外，還要加上專家對當地的水文地質的勘測分析報告，經過綜合的技術分析和地質、煤質的探測，推動相關技術的完善。復合型煤炭開采的巷道設計，不僅要考慮到巷道布置的距離，還要對相關的巖石運動對煤炭開采的影響做出評估報告，針對巷道的受力分析，需要綜合評價煤層與煤層之間的支撐影響和承壓影響，以及下層煤層巷道的承壓極限。因此，對于復合型的煤層開采巷道的布置設計，首先應該考慮到各個巷道之間的相互影響，怎么設計巷道之間的距離，才能最大化保證各個巷道的穩定性。其次，對于上下煤層之間的巷道布置，要綜合考慮巷道本身設置的穩定性和當地地質對巷道的影響，還要分析巷道在開采工作進行時是否有承力和受力的變化，是否會對巷道的穩定性造成毀滅性的影響。再次，經過各個巷道的頂層支護保護，是否能夠有效提升最下層巷道的承載極限，并保證巷道的穩定性和安全性。

1.2 近距離煤層開采中的巷道布置

由于近距離煤層開采中，相鄰煤層距離較小，這樣就突出了巷道布置的重要性。如果巷道布置不合理，會嚴重影響各個巷道之間的相互作用，加大巷道的受壓程度，加上地質的不穩定性和煤層易松動的特性，極易造成巷道的坍塌。研究表明，近距離煤層技術主要是靠把控巷道與巷道之間的距離來穩定煤層之間的壓力的。所以，在進行巷道布置時，應根據煤層之間的距離大小和影響程度進行分析，提高數據分析的精確度，才能最終設計出安全、穩定的巷道布置。近距離煤層開采中的巷道布置要兼顧底板的壓力、頂板的冒落和巷道內的支護問題，恰當的巷道布局。如果在特殊情況下，只能選擇上下重疊的巷道布置，那么就要考慮上層煤層遺留的煤柱對下層頂板的壓力，防止頂板冒落現象的發生。為了提高開采的效率和安全性，應該盡量避免這樣的巷道布置，減少巷道之間的影響。對于巷道的斷面設計，可采用機軌合一的形式選擇空間小、振動小的斷面進行回采布置[1]，并采用金屬可縮型支架進行支護，以保證穩定性。

1.3 高瓦斯煤層開采中的巷道布置

對于高瓦斯煤層的開采中的巷道布置，就不得不解決瓦斯大量涌出的問題。這種現象的發生需要保證開采巷道內瓦斯含量應該在安全數值之下，避免爆炸事故的發生。因此，巷道的布置需要考慮巷道的通風效果，根據需要設置瓦斯抽放系統和送風系統，按照特定的形式布置解放層，然后針對高瓦斯煤層的巷道布置通過設定一進二回的通風系統來排出瓦斯[3]，并將新鮮空氣送進開采層，確保開采環境的安全和穩定。在高瓦斯煤層的開采除去高瓦斯的威脅之外就是煤層巷道的穩定性，在瓦斯抽放系統和送風系統以及軌道運料巷道之間應該留有煤柱，加強巷道的穩固性，這樣就可以一邊抽風以便開采，既能很好的規避瓦斯爆炸的風險，又能提高采煤效率。

2 煤礦開采中的采煤工藝技術

根據對巷道布置的分析，可以了解到巷道布置對煤礦開采工藝選擇的影響。因此，對于采煤工藝技術的應用，也應該根據煤層的特性和煤質以及水文地質進行選擇科學合理的采煤工藝，以保證煤礦開采的順利進行。

2.1 割煤工藝技術

割煤工藝技術分為單向割煤和雙向割煤，需要根據采煤時的切割方法和效果以及巷道的布置和割煤工藝需求來選擇。單向割煤工藝一般用在頂層煤層，工作面較短，機頭機尾平均停機的時間要小，循環時間少，開機率高，各工序之間聯系緊密，大大提高了開采效率，此外，單向割煤工藝技術的掃浮煤時間應該小于雙向割煤機頭機尾的平均停機時間，這樣的情況下適合采用單向割煤工藝。雙向割煤工藝指采煤機上行和下行，采煤機往返以此進兩刀的割煤工藝，分為往返一刀和往返二刀兩種，又叫穿梭割煤[3]，一般應用在煤層的傾斜角度較小、煤層走向平穩的采煤情況。雖然雙向割煤工藝技術具有工作效率高、節省開采時間的優點，但是其限制因素較多，應用面較窄。反觀單向割煤技術，它不僅有更廣泛的應用環境，限制因素較少，適用于大部分的煤炭層開采。二者具有各自的開采效率和開采優點，再開采中可以根據巷道的布置和開采煤層以及開采特點進行選擇割煤工藝，使開采利益最大化，保證煤礦開采效率和效果。

2.2 移架工藝技術

移架工藝中的手動鄰架是煤炭開采中經常應用的支護方式，移架工藝主要是為了分析煤層開采時的移架支護效果和具體形式等來綜合性保證煤礦開采中的穩定性和安全性，并在過程中衍生出單架移動的方式來加強支護效果。手動鄰架結合單架移動方式，可以有效的加強對頂板的支撐作用，并在過程中保障了巷道的穩定和安全。在移架的過程中要特別注意，移架的距離和截深應該保持一致，以免造成巷道之間的剪切力加大，導致巷道冒頂[2]，影響巷道的安全。移架工藝一般用于煤礦的開采作業時，當煤機完成現階段的工作進行下一步的割煤工作時，就需要進行移架工作，來對新暴露的頂板進行支護保護工作，防止頂板的過度下落和冒頂以及頂部的塌陷，保護采煤機的同時維護了采煤工作的順利進行。尤其是遇到煤層的巷道布置為重疊巷道時，首先要考慮工作煤層移架位置頂板的下降幅度，不能影響煤機的工作，不能影響通風系統的正常運轉，不能影響開采煤的運輸以及回采工作，如若出現工作面壓力增大的問題要及時進行支護處理，保障頂板的穩定和安全。如若頂板未曾出現瞬時壓力加大的情況，移架可以允許存在5架的滯后移架[3]，但是若出現頂板下陷嚴重甚至出現破裂的情況，受壓瞬間增大，就只能選擇滯后移架2架的措施[3]，并對該煤層進行超前支護，并綜合分析出現此種情況的原因，精確、有效的對該層受力情況和穩定性進行數據分析，時刻監測煤機的工作狀態和煤層的穩定狀態，在保證上下煤層的穩定性的同時，避免出現煤層受力不均導致煤層坍塌、巷道不保的情景。

2.3 推移工藝技術

在煤炭開采工作進行完成之后，要對開采出的煤炭進行運輸處理，將煤炭安放至安全的地方，并不能影響煤機的二次開采工作。煤炭的運輸需要運輸機的推移工作來完成，并以此確保采煤機的工作效率。煤炭運輸需要對工作面刮板運輸機進行推移，在這個過程中需要保障刮板運輸機的彎曲程度和機器運轉的速度[2]，要能配合采煤機的采煤工作，使推移工作始終保持直線運動，讓煤炭能夠順利移送到礦井（礦洞或者礦坑）之外。采礦和運輸需要進行統一的規劃，要確保刮板運輸機放置在正確的位置[3]，保障刮板運輸機刮板的角度能夠隨開采煤的運輸方向垂直，能夠將煤炭順利的移動到正確的安置位置。因此，采煤機和運輸機都需要經驗豐富的技術員工進行監督和操作，以保障機器的順利、正常運轉，并保證支護安全和工作狀態的合理性。對巷道、采煤機、運輸機等進行綜合考慮，才能保證推移工藝的順利進行，進而保障煤炭開采的順利進行。

3 結語

煤礦開采中的巷道布置決定了后續的開采工藝技術的選擇和應用[2]，二者相輔相成的工作不但保障了巷道的穩定和安全，還對煤炭的開采和運輸起到了決定性的作用。因此，相關的技術工作人員應該將主要精力放在巷道的布置上，首先保障采煤工作環境的安全，其次才是對采煤工作相關配套設施設備的運用和維護。只有這樣才能保證煤炭開采的整體效果和開采效率，逐漸擴大企業規模，輔助企業健康發展。