煤矿开采中的巷道布置及采煤技术分析.pdf

中国资源综合利用 C h i n a R e s o u r c e s C o m p r e h e n s i v e U t i l i z a t i o n Vol.38， No.9 2020 年 9 月 - 4 5 - 应用研究 煤矿开采中的巷道布置及采煤技术分析 王树亮 （枣庄矿业（集团）付村煤业有限公司，山东 济宁 272000） 摘要现阶段，社会各界对煤炭资源的需求量日益增加，我国很多地区的开采环境相对复杂，煤矿企业必 须予以重视。在煤矿开采过程中，煤矿企业需要合理地布置巷道，引进现代化采煤技术，确保煤矿开采工 程的安全进行，提高煤炭开采的整体效率，创造更多的经济效益。 关键词煤矿开采；巷道布置；采煤技术 中图分类号TD822.2 文献标识码A 文章编号1008-9500202009-0045-03 DOI10.3969/j.issn.1008-9500.2020.09.013 Analysis of Roadway Layout and Mining Technology in Coal Mining Wang Shuliang （Zaozhuang Minning Group Fucun Coal Co., Ltd., Jining 272000, China） Abstract At present, the demand for coal resources is increasing day by day, and the mining environment in many areas of China is relatively complex, so coal enterprises need to pay attention to it. In the process of coal mining, coal mining enterprises need to reasonably arrange roadways, introduce modern mining technology, ensure the safety of coal mining projects, and constantly improve the overall efficiency of coal mining, so as to create more economic benefits. Keywords coal mining; roadway layout; coal mining technology 煤矿开采环境具有一定的复杂性，实际开采中 会出现很多技术问题和安全问题，这不利于煤矿开采 工作的实施。煤矿企业需要引进现代化开采技术、巷 道布置技术，提升煤矿开采的整体质量和效率。本文 介绍了采煤技术的发展，分析了煤矿开采中的巷道布 置及采煤技术，希望推动煤矿行业的快速发展。 1 采煤技术的发展 在煤矿开采过程中，采煤技术极易受各种因素 的影响，如地质条件、煤层结构、硬度等。放顶煤采 煤技术作为一项新兴技术，在很大程度上提升了采煤 的整体效率 [1]。但很多地区的地质结构具有一定的复 杂性，很多煤矿开采技术无法得到优化。在日益激烈 的市场竞争下，煤矿企业要想提升自身的综合竞争实 力，需要不断改进并完善煤矿开采技术，应用先进的 技术和设备进行煤矿开采， 提升煤矿开采的整体效率， 创造更多经济效益。 2 煤矿开采中的巷道布置 在煤矿开采过程中，煤矿企业需要深入分析煤 矿资源所处的自然地理环境，考虑煤炭地区的土层结 构和储备量，合理地设计煤矿矿井，确保煤矿开采人 员始终处于安全状态。同时，要严格按照相关工艺流 程（一般主要分成井上处理工艺、井下处理工艺）布 置煤矿开采巷道，根据长期处理经验，探索并创新巷 道布置工艺，图 1 是巷道布置工艺图，具体的布置工 艺创新主要体现在以下方面。 2.1 近距离煤层的巷道布置 在现代化煤矿开采过程中，近距离煤矿开采 相邻煤层的间距越来越小，人们需要针对巷道布置 方式进行优化，提高煤矿开采的整体效率。在布置 近距离煤层巷道的过程中，人们需要深入分析下层 顶板承受的压力，避免出现上部煤层顶板冒落现 象，实现煤层的安全开采。另外，还需要针对近距 收稿日期2020-07-17 作者简介王树亮（1976-），男，山东枣庄人，矿山开采工程师，从事煤矿采矿安全工作。 中国资源综合利用第 9 期 - 4 6 - 应用研究 离煤层巷道，实行重叠式布置方式，将同一长度的 顶板设置到上下煤层的回采巷道中，由于近距离煤 层巷道布置比较复杂，技术人员必须根据设计方案 进行。 2.2 多煤层巷道布置技术 多煤层巷道布置技术和近距离布置技术之间的 联系十分密切，在实际开采过程中，须确保上下煤层 的稳定性，保证煤层距离和范围满足相关要求，合理 地控制巷道布置技术，还须确保煤层支撑力和压力在 一定范围内，深入分析煤层的顶板和岩层特性，合理 地选择煤矿开采技术。另外，在多煤层巷道布置过程 中，要确保上层的安全性，利用先进的设备针对上层 煤层进行支撑，各层都应该架设支撑板，实现煤柱的 支撑力，并对其进行牢固保护。 2.3 高瓦斯煤层巷道布置 煤矿开采过程中存在严重的瓦斯涌出量大的现 象，为了避免出现这一现状，应该做好高瓦斯煤矿生 产工作，深入分析生产现场的各项要求，建立健全瓦 斯抽放系统，及时地控制瓦斯含量。在布置高瓦斯煤 层巷道时，要明确布置形式并设置解放层，在瓦斯含 量低的煤层中，须在设置完成煤矿生产区域瓦斯抽放 巷道后，充分发挥解放层作用，针对瓦斯进行抽放， 提高煤矿生产的通风效果，避免出现安全事故 [2]。此 外，掌握一进二回的通风方式，添加进风巷，其作为 带式输送机巷，另外两条巷道分别是轨道运料巷、专 用回风尾巷，两条巷道之间预留出煤柱，针对抽放巷 进行抽放钻场处理，避免出现瓦斯超限问题，及时地 消除煤矿开采的各项安全隐患。 4322轨道巷 一号 轨道 下山 二号 轨道 下山 4320下顺槽 火区 4322 工作面 4324运输巷 四 采 下 部 运 输 巷 4324运输巷 图 1 4322 综放面的巷道布置 2.4 残煤开采中的巷道布置 在残煤开采过程中，人们需要充分发挥原有巷 道的作用，这样能够节省更多的成本，在确保原有巷 道布置合理的基础上，对其进行重新利用，提升煤矿 开采工作的有效性，但在残煤数量少的情况下，无须 布置新巷道，将其和其他煤层进行融合，共同使用巷 道。残煤开采主要目的是实现煤炭资源的充分利用， 为煤矿企业创造更多经济效益，这就需要在巷道布置 过程中深入分析回收煤矿资源、巷道布置成本之间的 关系。此外，在残煤回收巷道布置过程中，需要注重 各项安全工作，严格按照“掘、采、灭”的巷道布置 原则进行，针对煤矿巷道环境进行勘察，有效地消除 各项安全隐患，减少火灾问题的出现。 3 煤矿开采中的采煤工艺 3.1 采煤技术的选择 在我国采煤技术的长期发展中，各个时期的采 煤技术工艺的应用效果有所不同，人们需要根据实际 情况合理地选择采煤技术。另外，在选择采煤技术的 过程中，需要分析矿产资源分布的地区，常用的采煤 技术主要是旱采、水采。其中，旱采主要分成壁式和 柱式，而壁式体系的开采手段又被分成整层、分层。 水采工艺有柱式体系，适用于整层开采，还可以根据 开采煤矿技术条件进行壁式开采，根据煤层倾斜角度 明确选择标准，具体如表 1 所示。 3.2 割煤及装煤工艺技术 在煤矿开采过程中，开采效率极易受采煤机运 行方式的影响，人们需要根据实际情况，合理地选择 采煤机运行方式。通常，在煤层倾斜角度小的情况下， 需要实行双向割煤技术，这种方式主要是在煤层上平 面、下平面中共同割煤，保证一次性切割底煤和顶煤， 有效地缩短作业时间，随后切割掉落的煤会在旋转滚 筒的作用下抛入刮板输送机中，装煤和割煤可以共同 进行，减少采煤环节，提高采煤工作的整体效率。另 外，在割煤过程中，需要注重以下工作首先，根据 实际情况，合理地调整滚筒升降，避免出现返工和遗 留问题；其次，在切割底煤的过程中，必须确保底板 和煤壁的平整度；最后，在煤层倾角大的情况下，需 要实行单向割煤方式，按照巷尾到巷头的顺序进行， 并利用空刀形式向巷尾返回。 3.3 移架操作技术 在煤矿开采过程中，需要做好巷道支撑工作， 一般使用移架操作技术，合理地控制移动距离，保证 表 1 开采技术 开采技术近水平煤层采煤法缓倾斜煤层采煤法倾斜煤层采煤法急倾斜煤层采煤法 倾斜角度＜ 88～ 2525～ 45＞ 45 第 9 期 - 4 7 - 王树亮 煤矿开采中的巷道布置及采煤技术分析应用研究 煤矿开采环境的安全性，通常会在完成割煤工作后进 行移架操作，还需要及时地更新支撑顶板，提高支护 的稳定性。若露出顶板比较完整，则说明煤层承受压 力小，这样就可以推后移架，支护设施距离一般在 5 架之内，在顶板破损时，煤层需要承受很大压力，这 就需要使用超前支护法，支护设施距离一般在 2 架之 内，并有效地控制支架移动速度。 3.4 优化采煤的巷道布置 煤矿开采过程中极易出现矸石污染问题，为了 减少环境污染，严格落实可持续发展理念，需要引进 煤矸石地下处理技术。在实际开采工作中，要深入调 查开采地区的实际情况、土质情况，并分析地下煤层， 以此为基础合理地设计采煤巷道，节省更多的开采时 间，减少碳排放。另外，开采后期需要不断优化巷道 布置形式，有效地保护生态环境，为煤矿企业创造更 多的效益，实现煤炭产业的持续、稳定发展。 3.5 及时更新采煤设备 采煤设备是煤矿开采工作的关键，在很大程度 上影响着煤矿开采的高效性。为了提升煤矿开采的整 体效率，煤矿企业需要及时地更新采煤设备，根据现 代社会发展的实际情况，将先进的采煤设备应用到实 际开采工作中，既能提高煤矿开采的整体效率，又有 效地保护生态环境， 进一步提升煤矿开采的综合效益。 4 巷道布置的发展方向 4.1 岩石顶板煤巷朝煤层顶板巷道和全煤巷道方向 发展 我国采煤行业的巷道掘进技术水平不断提升， 新时期，煤矿开采中的煤顶巷道和全煤巷道数量日益 增加，与岩石顶板煤巷方案相比，煤层顶板巷道和全 煤巷道的支护难度越来越大，顶板的非岩石结构导致 煤道自身极易出现破碎问题。但是，现代煤矿开采技 术水平有所提升，基本实现了煤层顶板巷道、全煤巷 道掘进的安全，这就需要投入大量的支护资金作为支 持，但也得到了更加显著的回报，为煤层顶板巷道和 全煤巷道的发展提供了保障。 4.2 拱形断面巷道朝矩形断面巷道方向发展 拱形断面结构可以有效地改善顶部的压力，为 巷道内部的安全提供保障。但是，煤矿企业在实际施 工中需要投入大量成本，掘进成巷速度相对较慢，尤 其在顶部存在巨大整块岩石的情况下，成型速度会不 断下降。现代支护技术应用范围不断扩大，矩形断面 巷道的应用更加可行，弥补了传统技术的缺陷。 4.3 小断面巷道朝大断面巷道的方向发展 在传统的煤矿开采过程中，人工掘进巷道会影 响地下结构。为了有效地解决这一问题，煤矿企业需 要开设小断面隧道，但在很多煤矿开采区域，采煤人 员的工作环境比较复杂，为煤矿开采工作带来了很大 难度。当前，机械化技术水平得到很大提升，为煤矿 开采工作提供了支持 [3]。通常，现代煤矿巷道断面跨 度最大可达 6 m，断面面积为 20 m2，这就为煤矿支 护带来了很大难度。煤矿开采效率有所提升，开采人 员的施工环境得到改善，为煤矿开采工作的有效实施 提供保障。 4.4 单巷布置朝多巷布置方向发展 传统的单巷煤道布置方案已无法满足新时期的 建设需求，这就需要煤矿企业加大多巷道技术建设力 度，充分发挥现代计算机技术的作用，确保多巷道之 间的受力支护精度得到提升，为支护结构数据分析的 合理性提供支持，还需要关联相关的支护建设，避免 多个巷道之间出现干扰现象，有效地提升采煤的整体 效率，为现代化采煤巷道建设发展提供保障。 5 结语 为了实现煤矿产业的持续稳定发展，煤矿企业 需要及时更新并完善采煤技术， 建立完善的采煤体系， 将采煤技术和先进设备应用到实际开采工作中。这样 既能够满足可持续发展要求，又可以提升煤矿开采的 整体效率，以满足各个行业对煤炭的需求，推动社会 经济的快速发展。 参考文献 1 李晓明 . 煤矿开采巷道布置及采煤工艺 [J]. 中国石 油和化工标准与质量，2019，39（21）215-216. 2 李丰领 . 煤矿开采中的巷道布置及采煤技术分 析 [J]. 山西煤炭管理干部学院学报，2018， （1） 3-5. 3 李学宁 . 优化残采巷道布置，安全高效提高资源 回收率的有效途径 [J]. 内蒙古煤炭经济，2018， （1）120-121.