郭小軍

（高平市能源局，山西 高平048400）

我國煤礦埋藏普遍較深，大多數通過井工開采來實現的。在煤礦井工開采時，開采的效率和安全性在很大程度上依賴于巷道的布置方式和采煤工藝的選擇。巷道的布置方式在很大程度上受到煤層的賦存條件有很大的影響，例如煤層的間距、煤層中瓦斯含量等。若不考慮這些因素布置巷道，則會導致布置的巷道存在很大的安全隱患，不利于正常的使用[1]。雖然綜采工藝已經成為了煤礦開采的主要開采工藝，但是其受到地質條件的限制比較大。在某些條件時，例如煤層中夾矸的硬度比較大時，采用綜采工藝的效率可能并不高。需要根據煤層的實際賦存情況，采取合適的采煤工藝，來保證生產的效率。因此，在煤礦井下開采中巷道的布置方式與采煤工藝是煤炭資源的高效開采的基礎。下面將圍繞著幾種常見的巷道布置方式和采煤工藝進行展開。

1 煤礦開采中巷道布置方式

巷道是進入煤層的主要通道，其穩定性是保證安全開采的前提。為了保證巷道具有安全使用的特性，而且還滿足一定的經濟特性，需要根據煤層的賦存條件選擇合適的巷道布置方式。下面將重點分析特厚煤層、近距離以及高瓦斯煤層巷道的布置方式。

1.1 厚煤層巷道布置

厚煤層在我國具有豐富的儲量，保證厚煤層的安全高效開采對于保證煤炭資源的產量具有重要的意義。在厚煤層開采時，巷道的布置方式十分關鍵。在回采時多掘的是煤巷，即煤層有多厚，巷道的高度就是多少。然而對于厚煤層和特厚煤層，巷道的高度太大時會引起較多的問題。在巷道的高度增加時，需要的支護設施的要求也會提高，這一方面會增加支護的成本，另一方面還會影響施工的速度。因此，在厚煤層或特厚煤層巷道布置時，需要選擇合適的巷道高度。

對于厚煤層或特厚煤層巷道的布置，通常有三種布置方式：進回風巷靠近頂板、進回風巷靠近底板以及運輸巷在底板回風巷在頂板。進回風巷都在頂板時，巷道的頂板容易支護，但是底板位于煤層中，在回采時容易產生嵌底現象，嚴重影響回采的效率；而進回風巷都位于底板時，回采的效率較高，但是當采動影響比較距離時，煤層中的瓦斯會大量涌入到回采巷道中，不利于生產的安全性。

1.2 近距離煤層巷道布置

有的礦區內開采的有多層煤，對于煤層間的距離比較近時稱之為近距離煤層，這類煤層在開采時會相互影響。上部煤層的采掘勢必會對下部煤層的頂板產生影響，而下部煤層的開采會對上部煤層的底板產生影響。因此，對于近距離煤層巷道布置時一定要注意相應的采動影響范圍，從而保證巷道的穩定性。

通常情況下，需要根據煤層開采的實際情況來確定巷道的布置方式，主要有上下煤層回采巷道重疊布置和內錯式布置。對于上下煤層回采巷道的重疊布置，需要保證上下巷道的長度一致且在水平方向上位置相同。這種巷道布置方式，巷道的煤柱預留量大幅度減少，但巷道受到采動的影響更加劇烈，需要加強支護。內錯式巷道布置指的是上下工作面共用一條運輸巷，可以減少運輸巷在回采期間的采動影響，但回采期間會出現大量難以回收的煤柱，降低了煤炭的采出率。

由以上分析可知，兩種常見的近距離煤層巷道的布置方式都存在一定的缺陷。因此，對于近距離巷道布置時，可以結合沿空留巷的優點來合理的布置巷道。

1.3 高瓦斯煤層巷道布置

瓦斯是煤形成過程中形成的一種有機氣體，其主要成分是甲烷。若巷道中的瓦斯達到一定的濃度后，遇到明火后容易發生瓦斯爆炸。隨著我國進入了深礦井開采時代，煤層的瓦斯含量也越來越高，對瓦斯的治理也越來越重要。因此，在巷道布置時一定要考慮到瓦斯的涌出情況。也就說在巷道布置時便于在巷道中布置瓦斯抽采系統，從而從根源上抑制煤層中的瓦斯涌出。

對于高瓦斯礦井回采巷道的布置，不僅要能方便抽取本煤層中的瓦斯，還要便于抽取臨近層中的瓦斯。一般情況下，需要專用的瓦斯抽采巷來抽采瓦斯。這就要求瓦斯抽采巷要布置在瓦斯涌出量的低的巖層中，以免發生瓦斯爆炸現象[5]。此外，還可以通過一條進風巷兩條回風巷的方式來增強通風，有效地稀釋風流中的瓦斯濃度，從而杜絕瓦斯爆炸發生的可能性。高瓦斯工作面巷道布置示意圖見圖1。

圖1 高瓦斯工作面巷道布置示意圖

2 采煤工藝分析

所謂的采煤工藝指的就是煤礦開采過程中破煤、裝煤、支護以及運煤所采用的方式，常見的采煤工藝主要有炮采工藝、普采工藝以及綜采工藝。在三種工藝中，綜采工藝的應用最為普遍，炮采工藝正處于淘汰的邊緣。下面將對這三種工藝的實現過程進行分析。

2.1 綜采采煤工藝

綜采采煤工藝全稱綜合機械化采煤工藝，其破煤采用的是大功率采煤機，裝煤采用的是刮板輸送機，運煤采用的是皮帶輸送機，支護采用的液壓支架。這項工藝的主要優點是實現了煤炭資源的開采完全機械化，大幅度提高了煤炭開采效率，使得年產千萬噸級的礦井出現。與此同時，工人的勞動強度較低，單人效率非常高，而且開采時的安全系數相當高。經過多年的發展，已經開發了適于不同煤層賦存條件下的綜采采煤工藝，從薄煤層到厚煤層，從近水平煤層到急傾斜煤層。

雖然現在國有煤礦都是采用綜采采煤工藝，但是這項工藝的缺點仍然不能忽視。其主要缺點有以下幾個方面：

1）綜采設備的體型比較大，搬家起來耗時巨大，需要消耗大量的人力和物力。

2）對煤層地質條件的適應性不強，主要體現在對煤層不穩定的情況。

3）對工作面的布置和巷道的布置有著要求，主要體現在巷道的斷面要足夠大以便于綜采設備的運輸。

2.2 普采采煤工藝和炮采采煤工藝

普采采煤工藝全稱普通化機械采煤工藝，其與綜采工藝的最大差別在于支護采用的是單體液壓支柱，破煤采用的雖然是采煤機但是功率相對較小。炮采采煤工藝全稱爆破法采煤工藝，其與普采采煤工藝的最大差別在于破煤采用的是炸藥。與綜采采煤工藝相比，這兩種采煤工藝的工人勞動強度非常大，主要是在回采完成后單體液壓支柱的移動是靠著人工完成的，而綜采是通過采煤機拖動的。

由于炮采工藝的工人勞動強度大、安全性低（在爆破時會崩倒單體液壓支柱），現在很多礦井已經在逐漸淘汰這項工藝。但是這項工藝可以輔助綜采工藝來通過一些特殊的地質構造，例如綜采工藝的煤層中夾矸為鐵礦石時。若采用采煤機進行破煤時會嚴重磨損采煤機的截齒，則可以采用打眼放炮崩落鐵礦石的方式，以此來減緩采煤機截齒的磨損。

3 結語

在煤礦開采過程中，巷道的布置以及采煤工藝的選擇是十分重要的。巷道是進入煤層的主要通道，其穩定性是保證安全開采的前提。為了保證巷道具有安全使用的特性，而且還滿足一定的經濟特性，需要根據煤層的賦存條件選擇合適的巷道布置方式，主要有厚煤層巷道布置、近距離煤層巷道布置以及高瓦斯煤層巷道的布置。所謂的采煤工藝指的就是煤礦開采過程中破煤、裝煤、支護以及運煤所采用的方式，常見的采煤工藝主要有炮采工藝、普采工藝以及綜采工藝。需要根據采煤過程中的具體情況，靈活運用三種采煤工藝。