煤矿开采巷道布置及采煤工艺的分析

2018-02-16司守福

建材与装饰 2018年35期

司守福

（盘州市能源局贵州盘州 553537）

引言

煤矿的开采为人类提供充足的能源保障，而人们对它的需求量逐年增加。因为煤炭资源是在自然环境中形成，所处地理环境会随着周围环境的变化而变化，加之当前煤矿过度开采，煤矿资源大量减少，同时地表因支撑不足，内部结构发生严重变化失去原有的平衡。因此选择最佳的巷道布置方式与开采工艺来提高煤矿产量，保障煤矿安全势在必行。

1 煤矿井下巷道的布置

煤炭资源的形成是自然环境中多种物质堆积经过一系列化学而形成的产物，通常埋藏较深、环境较为复杂，所以煤炭开采中，需根据煤炭所在的位置及赋存条件，制定开采方案，在方案中确定基本巷道的方位和断面。目前，地下容易开采的煤炭资源已被大量开采，需要探索赋存条件复杂的煤炭资源。由此，巷道的选择方式，是根据地下煤层的分布情况、赋存条件，设置巷道。

1.1 近距离煤层群的巷道布置方式

临近煤炭层的间距较短，开采本煤层对临近层煤层必影响非常大，而为开采方便预留煤柱，对下临近层影响特别严重，会出现应力集中等现象，对下临近层的开采严重不利力，给下临近层巷道布置造成困难。甚至容易片帮、冒顶等现象。所以这个煤层巷道的布置方式，必须体现出设计的针对性。即用重叠式的方式布置，这是基于上下两层的回采巷道，让其在平面上有重叠，平面上重叠的长度一致，避免增设煤柱，避免形成损失，但这一方式也有劣势，会增加回采巷道的施工难度，下临近层施工安全性不足；内错式布置，有效避开集中应力的影响。是下层的开采通道，设置在上层煤层操作面的侧面，在开采区域内，设置正梯形的煤柱，这种方式虽然会损耗部分煤，但会提高开采的效率，增加开采量[1]。

1.2 采区上山中巷道的布置方式

这个巷道的布置，采空区内有大量瓦斯，并分布在多个煤层，所以巷道的布置是根据煤层内的瓦斯含量，检测每个煤层的瓦斯含量，在瓦斯较少的煤层内布置巷道。如果煤矿内有大量瓦斯，遇到明火后，就会发生严重的安全事故，故为避免这个情况出现，应保证巷道内有好的通风，找到最佳的通风窗口，加大风道的维修。同时，采区内部进风口与通风口必须分开，避免因为风量问题带来影响。

此外，在某些煤层内也有很高的瓦斯含量，一旦开采就会有大量瓦斯涌出，对于这类煤矿，可在矿井内设计瓦斯抽放系统，利用抽放系统将大量的瓦斯抽出，以此降低井下的瓦斯含量，瓦斯抽放巷道布置在解放层或瓦斯含量较少的煤层，快速把瓦斯抽出，以此优化整个现场的通风。另通风方式的选择是一回二进，并把某条进风巷作为主要的输送巷使用，其他两条通道负责送料与排风，以此解决瓦斯超量的问题，减少安全隐患。

1.3 残煤的巷道布置方式

在残煤的环境中布置巷道，利用该矿区原有的巷道，确定最佳的布置方式。比如在矿井内的煤层下方，都会设置槽煤，在槽煤的内部可增设公共巷道，以此为前提，在其他位置添加送煤巷。对于矿内剩余的煤量，可适当增加岩巷、煤巷的数量，在恰当的位置增加。巷道布置过程中，需了解原有巷道的基本构造，以及其随着整体环境变化后的位移，充分利用现有的巷道，避免原有的巷道浪费。同时，巷道布置中，也要在适当的位置放入通风管，保持巷道内有好的通风，避免发生安全事故[2]。

1.4 多煤层下巷道的设置

多煤层与近距离煤层类似，但它也有自己鲜明的特点。在这个煤层内设置巷道，需考虑三点：第一点是，进行下部某个煤层的开采工作时，它是否会影响上部煤层巷道的稳定，以及具体影响的大小，第二点是，开采前内部支撑压力的大小，第三点是，支撑压力顺底板向周围传递的方向。即如果在一个矿洞内有三个煤层，可选择相应的道路上山，在最上层的煤层中，因为它会后下面两个每层的影响，所以巷道内必须用煤柱保护。

2 煤矿开采使用的工艺

2.1 割煤、装煤

煤矿的开采会由人工与机械共同完成，其中机械的使用是工程的前期阶段，会根据煤矿的基本情况，选择适合的工作方式，并选择最佳的进刀。通常情况下，工程会选择双向割煤，这种方式不会对煤层的稳定产生较大的影响，让煤层尽可能保持平稳。采煤机的具体工作方式是，当前滚筒升起时，切割的工作会从顶板开始，后滚筒落下后，割煤作业需进行到底板，并继续完成操作。如果在操作中运用包括双向割煤在内的高效处理方式，可以加快割煤的速度，同时也会提高效率。完成采煤机的操作后，会在机道的表面残留部分小的煤块，对于这些煤块，可用推土机刮平机道的表面，收集煤块并放到煤槽内，之后表面剩余的煤块，可以用人工收集。而为让所有开采活动顺利进行，工作人员需预先做好准备工作，确保所有设备都处于最佳的使用状态，也就是，开工前冷却采煤机，并让其预转5min，根据5min内采煤机发出的声音与运转基本情况，判断其是否存在故障，及时处理问题。

进行割煤、装煤中，有时会出现溜头操作不稳下移的情况，针对这一情况，应改变支架的方式，从原有的顺序式单架，变成分组式移架。如果遇到煤层有较大倾角的问题，可把支架前移，以此让整个采煤工作面倾斜，保证工作有序进行。对于同时间进行的进刀作业，也需要操作人员给予重视，而采煤机的切割工作出现溜尾，需要马上调整滚筒的位置，暗中目前的方向继续工作。

2.2 移架操作

煤矿的具体开采中，因为工作面整体的支架是由人工手动移动，架设支架，这就导致部分顶板的支持需要使用单独的支架，以支撑其现有的结构。由此，要求煤矿的开采现场，采煤机完成基本操作后，需在相应的位置及时加入支架，支撑露出的顶板。现场实际工作进行中，支架移动的速度与机器移动的速度有差异，所以找到两种操作的平衡，是适当降低采煤机工作的速度，并在采煤工作的进行中，同时移动支架。支架移动中，需要关注顶板的基本情况，如果顶梁下降的幅度较大，需停止移动支架，对顶板进行加固。

2.3 工作面上输送机的推送

割煤操作结束后，利用采煤机已经形成的工作面，用输送机进行表面的刮板，把表面散落的小煤块收集后，把它们推移到指定位置。这个操作过程中必须明确的一点是，后滚筒的所有操作都必须保持规范，并在操作后者注意刮板弯曲段的长度。另刮板输送机正常工作中，要保证机械行进的路线必须为一条直线。

工艺技术使用中的注意事项是：

现场的开采中，优化端头支架的移动处理，可以为顶板提供好的支撑，同时，输送机收集工作面的碎渣时，也会遇到不同的问题。所以，对于这两点，是在移动过程中加入安全保护，对整个结构中容易出现问题的位置进行安全检查，控制施工操作中安全隐患的出现，且支架的多个连接处也要多次检查，如果检查中遇到安全隐患，必须把隐患及时排除。把支架移动到某个位置，必须保证这个位置没有任何杂物。对于推进机，是它使用前确定巷道的基本高度，确保机械不会碰撞巷道。