煤礦開采中的巷道布置和采煤工藝研究

（山西省煤炭工業廳煤炭資源地質局 山西 030045）

隨著經濟的發展和進步，當前生產生活的各個領域對于煤炭資源的需求量逐漸增加。為了確保煤炭供應滿足人們的要求，煤礦企業需要完善和改進各種采煤工藝，進而提高煤炭資源的開采效率。需要注意的是，煤礦開采工作需要面臨復雜的地理環境，這就意味著在開采過程中容易出現各種安全問題。基于此，煤礦企業需要合理進行巷道布置，保證煤礦開采的安全性。

1.煤礦開采中的巷道布置

作為煤礦開采中的重要渠道，巷道在煤礦精煉、設備運輸、通風排水等工作中都具有重要作用。在煤礦開采的具體實踐中，巷道布置根據不同的功能效果可以劃分為公共車道和特殊車道，并且兩種不同車道在設置位置方面也存在更加細致的劃分?；诖耍旱V企業在巷道布置工作之前需要全面分析巷道布局中的煤層結構和煤炭資源分布情況，并針對不同情況采取相應的巷道布置，借以提升煤礦開采的安全性。

(1)近距離煤層的巷道布置

在煤礦開采作業中，一般煤層之間的間隙和距離都是較小的，這就意味著隨著煤礦開采工作的進行，煤層數量會逐漸減少，因而不同位置的煤層也會面臨不同的壓力。基于此，為了確保煤礦開采作業的順利進行，工作人員需要針對近距離煤層進行合理的巷道布置。在這一工作環節中，關鍵部分在于對上下煤層結構壓力的布置。具體而言，工作人員針對上部煤層進行開采工作時，下部煤層的承受壓力將不斷增加，嚴重時甚至會產生上部煤層頂板冒落的現象，進而給煤礦開采工作帶來巨大的安全隱患。針對這種情況，工作人員需要優化對于近距離煤層的巷道布置工作，尤其對于下部煤層而言，需要通過安裝頂板的方式分擔其產生的壓力，避免上述安全事故的發生。在這一過程中，工作人員需要使用重疊式布置的方法，即在上下部煤層之間的回采巷道上設置長度統一的頂板，使整體設計更加科學合理。需要注意的是，針對近距離煤層的巷道布置工作具有一定的復雜性和危險性，工作人員在實際布置過程中需要嚴格執行設計方案，借以保證后續工作的穩定性和安全性。

(2)多煤層的巷道布置

圖1 多煤層巷道布置圖

在煤礦開采過程中，多煤層中各方面工作的開展都具有較強的復雜性，這是由于多煤層結構容易受到很多因素的影響。一方面，下部煤層的開采將會直接影響上部煤層的穩定性，進而對后續開采作業產生不利影響；另一方面，在過去的幾十年時間，煤礦開采的力度逐漸增大，這就使大多數煤層長期處于復雜且資源相對枯竭的條件中，加之煤炭資源容易受到環境方面的影響，因此在煤層支護過程中各種不合理的支撐結構會導致煤層承受壓力的不均勻性，進而影響后續的開采工作?；诖耍ぷ魅藛T在針對多煤層進行巷道布置時，需要充分考慮各方面的因素，尤其是支護結構設施的安裝是否科學合理，并據此以對不同的煤層結構進行相應的布置：對于第一層的上下區域，其巷道布置工作需要選擇適當的支護技術，并保證這種技術能夠適合施工過程中的道路布局情況，借以實現加固目的；對于中間層的區域，其巷道布置需要充分考慮下部煤層的壓力，并針對該區域范圍的生產空間進行深化控制，借以滿足煤礦開采的需要以及為后續的巷道維護工作提供便利。

(3)高瓦斯煤層的巷道布置

高瓦斯煤層的典型特點在于其中的瓦斯涌現量比較大，這也就意味著在煤礦開采過程中具有較強的危險性，容易導致各種安全事故的發生。針對這種情況，工作人員在高瓦斯煤層的巷道布置工作中，應該關注對于瓦斯控制通道和礦井通風系統的構建，借以促進瓦斯等有害氣體的排出、提高煤礦開采過程中的安全性。首先，工作人員需要充分考慮到其它煤層區域巷道的布置情況，并在煤礦中設置一定形式的解放層，借以強化對于礦井內部的瓦斯控制；其次，在巷道布置工作中，工作人員需要建立一個完整的瓦斯抽放系統，實現對于礦井內部瓦斯氣體的及時抽放，進而減少瓦斯帶來的各種安全事故；再次，為了有效加強通風效果，工作人員可以采取“一進二回”的方式，其中“一進”即為增加進風巷，并將其作為帶式輸送機巷，“二回”即為軌道運料巷和回風巷。通過這種方式，高瓦斯煤層的巷道不僅能夠將抽風和挖掘煤礦結合在一起進行作業，還能有效降低生產過程中的安全隱患；最后，工作人員應該在巷道中安裝風洞，并將碳柱穩定在兩個車道中間，確保后續泵送工作的順利進行。

圖2 高瓦斯煤層通風系統

(4)殘煤開采中的巷道布置

由于殘煤的數量較少，工作人員在開采過程中沒有必要為其開設新的巷道，而是可以直接利用其他煤層的巷道，這不僅能夠節約工程建設成本，而且能夠節省時間、提高煤礦開采的效率。需要注意的是，殘煤開采的目的在于提高煤炭資源的利用率，為企業創造更大的經濟效益?；诖耍ぷ魅藛T在布置巷道的過程中，也需要充分考慮到煤炭資源回收與巷道布置成本之間的利益關系。另外，在殘煤開采過程中，工作人員也需要不斷提高安全意識，一方面針對巷道進行及時通風，另一方面仔細勘察巷道的內部環境，消除可能存在的各種安全隱患，進而降低火災事故的發生概率。

2.煤礦開采中的采煤工藝研究

(1)優化煤礦開采中的割煤工藝和裝煤工藝

隨著社會的不斷進步，我國采煤技術在近百年的發展過程中實現了日漸創新。加上現階段各種先進技術的涌現，為煤炭開采技術的發展提供了有力支持，也推動其呈現了更加多樣化的發展趨勢。在具體的煤礦開采實踐中，這種進步主要體現在割煤工藝和裝煤工藝的進步和優化上。

首先，在割煤工作開始之前，工作人員一方面需要針對礦區地下水文環境進行細致考察，并根據自身的開采需求制定合適的施工開采方案，選擇恰當的煤礦開采技術，為后續工作的開展鋪墊良好的基礎。另一方面，工作人員需要針對采煤過程中需要用到的各種機器設備進行全面檢查，確保這些設備處于正常的運轉狀態，避免其在后續使用過程中出現問題。

其次，在進行割煤工作時，相關技術人員需要全面監督割煤設備中的滾筒運行情況，其中滾筒的向上和向下運動分別應該隨著頂板和底板進行。針對滾筒的向上割煤，工作人員需要及時清理頂板上的煤渣；針對滾筒的向下割煤，工作人員需要及時做好底板整平工作，這樣才能有效避免設備部件的彎曲變形。另外，針對礦區中煤層傾角的大小，工作人員需要采用相應的割煤技術：對于煤層傾角較小的情況，工作人員應該選擇雙向切煤技術，實現對于上下部煤層的同時切割，這種方式不僅能夠減少工作時間、降低工作難度，而且能夠在很大程度上提高煤礦開采效率；對于煤層傾角較大的情況，工作人員應該選擇自巷頭到巷尾的單向割煤方法，通過分組的形式避免溜頭向下移動，進而提高整體的工作效率。

最后，在煤炭切割完成并掉落的過程中，工作人員需要使用到滾筒這一工具，將切割下來的煤炭及時輸送到刮板輸送機，進而實現割煤和裝煤工作的同步進行。

(2)正確使用移架操作技術

在割煤工作完成之后，工作人員需要進行移架工作，并且針對支撐頂板的設置進行更新處理，借以實現支護作用的穩定性，確保后續工作開展的安全性。具體而言，對于新露出的頂板相對完整的情況，說明其承受的壓力并非很大，此時工作人員可以合理推遲移架工作，并將支護設施的距離控制在五架之內；對于新露出的頂板存在破碎的情況，說明其承受的壓力較大，此時工作人員可以采用超前支護法，將支護設施的距離保持在二架之內，并嚴格控制支架的移動速度。

3.小結

綜上所述，合理的巷道布置工作和采煤工藝的選擇能夠提高煤礦開采的效率，確保煤礦開采的安全性?；诖?，煤礦企業一方面需要在開采過程中針對不同類型的煤層進行相應的巷道布置，另一方面需要針對具體情況選擇合適的采煤工藝，以確保煤礦開采的科學性，實現煤礦企業的可持續發展。