煤矿巷道布置与采煤技术研究.pdf

科学管理 184 2020年第9期 出于保证煤矿开采人员的安全，不仅要选择合适 的采煤技术，而且要综合考虑每个环节要素因素。也 只有通过科学的煤矿巷道布置及采煤技术，才会实现 我国煤矿整体开采效率的进一步提高，还能在降低采 矿工作量的基础上改善工作强度，保障煤矿开采工作 的安全性。 1 巷道布置技术分析 1.1 近距离煤层 其主要指的是间隔相对较小的两个煤层，在开采 上层煤炭是会对下层煤炭造成压力，一方面会为开采 下层煤矿的工作带来安全隐患，另一方面上层煤矿会 提高发生顶板冒落问题的概率。对此，在布置巷道时 应选择重叠式布置，关键点是上层与下层煤矿二者间 的回采巷道平面，不仅确保顶板布置长度一样，并且 需要重叠布置，由此最大限度降低煤矿损失量。与此 同时，出于避免发生不必要的安全事故，在进行巷道 布置时应以开采长度与深度为依据进行施工，一般情 况下200m为上层煤矿标高，350m为下层煤矿[1]。现阶 段，一些施工单位在布置近距离煤矿巷道时，将采区 划分为4大煤层，由此实现煤矿开采效率的提高，从 而增加相关企业的经济利润。布置此类煤矿巷道具有 十分复杂的施工流程，并且工作安全性也难以得到保 障。 1.2 高瓦斯煤层 针对高瓦斯煤层开采而言，有关开采人员出于防 止受到该煤层瓦斯气体释放而产生的伤害，所以在巷 道布置时应切实建立瓦斯抽放系统，即把没有较大瓦 斯含量的煤层转换成瓦斯解放层。关于解放层，重点 是将该煤层当做瓦斯抽放巷，从而确保让煤层始终维 持在良好状态，并且具有良好的通风性。当前，在布 置高层瓦斯煤层巷道时，最常见的通风方法就是“一 进二回”，另外还有部分开采部门会把解放层视为基 础，设置风巷并将其当做带式输送机巷。但需要重视 的是，需要在这两个巷道间留有相同的煤柱，这样有 助于抽放钻场工作的开展，在煤炭开采期间尽可能控 制安全隐患的发生。我们以某一煤矿为例对此进行分 析，0.0052m/（MPad）是该煤矿煤层的透气系数， 由此可见其属于难抽放煤层，具有较大的瓦斯治理难 度[2]。在实际进行煤炭开采过程中，关于高瓦斯煤层巷 道的布置应与煤矿特征为依据，对瓦斯赋存与含量综 合考虑，而针高瓦斯煤层含量较低的应进行选择性考 量。与此同时，出于防止发生瓦斯爆炸等安全事故， 应采取混合通风方式，抽出式为主要通风方法，进风 处为煤矿主、副井，而回风处为中央及北翼风井。若 要确保巷道有效隔离，可以将绕道设置在煤矿开采区 方向巷道间，进而避免工作面风量受到风门的影响。 1.3 多煤层 关于布置多煤层巷道，应和多层面因素相结合来 进行巷道布置。由于多煤层具有十分复杂的内部结 构，在其上、中以及下部存在较大的稳定性差别，所 以应科学合理的布置巷道，针对各个煤层部位与结构 进行分析，不同部位采取程度不同的支护，由此维持 承受压力的稳定性与均衡性，确保顺利开展后期煤矿 开采工作。在布置多层巷道时，一方面应对煤矿间压 力全面考虑，另一方面也应考虑其生产空间，通过科 学布置以规划、统筹布局，促进接下来煤矿开采顺利 开展，为煤矿安全开采提供保障。 2 采煤技术分析 2.1 机械化普通采煤 这种煤矿开采技术属于传统采煤方法的一项，有 人也将普通机械化采煤技术称之“普采技术”，该项 技术操作主要依靠人工与机械设备的共同配。当前， 有很多采煤企业采取的就是该项技术，这主要是因为 该技术的人工成本投入较少，可以节省大量的企业资 金实现经济效益的提高。在这一采煤技术应用过程 中，应用滚筒采煤设备进行装煤落煤，煤层剥落借助 螺旋桨旋转，之后由相关设备或是人工方式进行煤矿 填装，由于该项技术操作主要依靠人工，机械设备仅 是辅助作用，因此需要以大量人力资源为支撑。 2.2 机械化综合采煤 从这种采煤技术本身来看，主要是指完全应用机 械化设备进行采煤，针对其机械化水平也提出更进一 步的要求。而且破煤、运煤与装煤、运煤等有关环节 所涉及的机械设备也各有差异，例如破煤环节会使用 刨煤机、采用运输机进行装煤与运煤等，同样关于煤 矿采空区，应该以煤矿具体情况为依据选择相应的 处理方式，同样煤矿类型不同所采取的处理方式也不 同。因为机械化综合采煤均是借助机械设备开采煤 矿，一方面会切实高开采煤矿作业的安全性，另一方 面则能最大限度减少人工成本的投入，有利于企业实 现所得经济效益最大化。因此当前我国煤矿企业，主 要采取的就是该项采煤技术。 2.3 爆破采煤 煤矿巷道布置与采煤技术研究 崔凡 山西马堡煤业有限公司 山西 武乡 046300 摘要作为我国关键能源构成部分之一的煤炭，无论是开采量还是实际需求量均相对较大。所以，在煤矿开采应借助 相应的采煤技术与合理的巷道布置，确保煤炭可以安全稳定开采。可是因为我国部分地区地理环境相对复杂，在一定程度 上加大了开采难度。对此，应通过开采技术与布置巷道科学性与合理性的提高，才会切实提升煤炭开采效率，基于此对巷 道布置及煤矿开采技术加以简要分析。 关键词采煤技术 巷道布置 煤矿 （下转第186页） 科学管理 186 2020年第9期 要起到护顶及连接作用。在留巷段实际应用中发现W 钢带起到的支护作用并不明显，因此，当回采工作面 推进至永久支护位置处采用巷帮回收的钢筋梯子量替 代W钢带，不仅可以满足巷道支护效果，而且可以降 低支护成本。预计每米可以降低支护材料使用费用约 125元。 3.2 采面超前支护范围优化 原采面超前支护范围为20m，通过对留巷段矿压监 测分析，可以具体将留巷与成巷具体划分成5个影响 区。通过现场对各个影响区影响范围判断，将采面超 前支护范围由20m提升至50m，二次采动超前支护范围 扩展至100m，从而有效缓解机尾煤壁片帮以及塑性区 分布过大等问题。 3.3 支护设备回撤优化 在采面后方留巷稳定区内按照原有的设备回撤方 案可以对顶板以及煤柱支护单体进行回撤，单体回撤 后巷道断面虽然可以满足后续使用需要，但是却存在 底鼓量大、后续维护工作繁重等问题。分析原因主要 是由于在该段虽然已经处于稳定区，但是采空区上覆 顶板岩层仍会缓慢下沉，巷道围岩缓慢出现变形，同 时巷道顶板为岩性软弱泥岩，容易出现底鼓。通过分 析，对支护设备回撤进行优化，具体为中部支护用的 单体不回撤，仍是采用一梁三柱方式对巷道顶板进行 支护，先回撤巷帮单体；带与回采工作面相距达到 300m以上时再间隔对巷中一梁三柱进行回撤，两临近 组间距离为3.2m。对支护设备回撤优化后，巷道底板 底鼓量显著降低，后续巷道修复以及维护工作量也显 著减少。 4 结束语 对11602回采工作面沿空留巷期间存在的问题进 行分析，并从沿空留巷工艺以及围岩支护方面进行优 化，其中留巷工艺方面主要对切顶钻孔布置、炸药装 药结构进行优化，降低留巷成本；在对采面矿压显现 以及围岩支护实际效果考察基础上，对沿空留巷永久 支护、超前支护以及支护设备回撤等进行优化，具体 为采用钢筋梯子量代替永久支护用的W钢带、扩大采 面超前支护范围，将留巷稳定段支护设备回撤由全部 回撤优化成间隔回撤，从而降低巷道底板底鼓程度及 后续巷道修整工作量。 参考文献 [1] 郑志新 . 大阳煤矿沿空留巷工艺和支护参数优化研 究 [J]. 煤炭与化工， 2019， 42（09） 19-2125. [2] 康明月 . 综放面超高巷道切顶卸压沿空留巷技术研 究 [D]. 中国矿业大学， 2019. [3] 邢继亮 . 屯兰矿大断面巷道沿空留巷技术研究 [D]. 中国矿业大学 （北京） ， 2013. 作者简介 白毅， 1989 年 6 月生， 男， 山西省方山县人， 2015 年 1 月 毕业于四川科技大学， 采矿工程。 作为传统煤矿开采技术之一的爆破采煤技术，也 就是所谓的“炮采”，与普通煤矿开采技术相比炮采 的技术存在一定相同之处，作业流程均包括装煤、 落煤以及处理采空区等[3]。该项煤矿开采技术操作如 下针对爆破区域展开爆破作业，该流程所应用的主 要是炸药与雷管，关于炸药与雷管质量与数量应由专 业人员科学选择，由此为实现爆破最优效果达到保 障，与此同时确保有效顺利进行后续煤矿开采作业。 在爆破环节结束后进行现场装煤，关于装煤既可以使 用机械设备也可以采取人工方式；处理煤矿采空区的 方式主要是爆破落煤，应用的依然是炸药与雷管，然 后应用机械设备进行装煤，支护工作面是最后一个道 流程，能否妥善处理煤矿采空区，和煤矿安全开采之 间存在直接联系。 2.4 连续采煤 “连采技术”就是连续采煤技术，通常情况下西 方发达国家会应用连采技术进行煤矿开采，具体工作 原理是借助成套机械设备开采煤矿。应用连续采煤技 术有较为严格的使用要求，而且针对井下煤层构造也 提出一定条件，因为受到技术水平的限制，我国采煤 企业未能实现大范围应用连采技术也为技术推广代理 阻碍。在具体应用连续采煤技术的过程中，能够实现 巷道掘进与煤矿开采同时进行，因此在一定程度上实 现了采煤效率的提高，加以属于机械化运行也降低了 人力资源方面的投入。应用连续采煤机，能够同时进 行破煤与装煤流程，并且在还流程中会配置专门的运 输机械，能够及时回收煤柱由此在实现资源能源节约 的同时，提升开采率增加开采量。 3 结束语 针对煤矿开采而言具有较高的危险性，因此在布 置煤矿巷道方面应做到科学合理，一方面可以为开采 煤矿提供其所需的必要条件，另一方面还能为井下工 作人员的生命安全提供坚实保障。关于布置煤矿巷道 工作，我们不能单纯引用与借鉴其他煤矿所采取的方 法，需要和煤矿具体生产情况相结合，选择与煤矿实 际相符合的采煤技术，在确保煤矿高效开采的同时提 高煤矿质量，促进我国煤矿企业的持续性发展。 参考文献 [1] 谢晋 . 浅析煤矿巷道布置与采煤技术 [J]. 科技风， 2020（13） 18. [2] 郑帅亮 . 煤矿巷道锚杆支护应用实例分析 [J]. 能源 与节能， 2019（3） 189-190192. [3] 王建卫 . 煤矿开采中的巷道布置及采煤技术分析 [J]. 化工管理， 2019（1） 173-174. [4] 阎刚 . 煤矿开采的巷道布置与采煤工艺技术 [J]. 设 备管理与维修， 2018（16） 25-26. [5] 苏彦桃 . 煤矿巷道布置和采煤工艺的应用分析 [J]. 内蒙古煤炭经济， 2017（24） 28. [6] 王晓亮 . 煤矿开采的巷道布置与采煤工艺技术 [J]. 机械管理开发， 2016， 31（10） 113-114. （上接第184页）