煤礦開采巷道布置及采煤工藝分析研究

（山西焦煤集團臨汾宏大礦業有限責任公司 山西 041000）

引言

就目前來看，我國煤礦開采作業過程中的開采面不僅跨度很長，而且開采面積也比較大，而這便需要采取更加嚴格的開采技術，才能保障煤礦開采安全。當煤礦巷道沒有進行合理的布置，或是采用的采煤工藝不符合煤礦開采現場實際情況時，便會對煤礦開采量造成嚴重影響，甚至還會因此產生安全事故，給煤礦開采人員的人身安全造成巨大威脅。所以，煤礦企業在開展煤礦開采活動之前，需要對巷道布置進行深入研討與分析，確保采取的采煤工藝能夠科學、合理。

1.煤礦開采巷道布置及采煤工藝分析

(1)巷道布置

當前，我國已經在很長一段時間中持續開采煤礦資源，這使得許多煤礦資源開采區域的開發度日益提高，但也使煤礦資源變得日益枯竭，礙于我國現代社會發展對煤炭資源的龐大需求量，再加上煤炭開采質量需要切實提高，就需要對煤礦下的煤層進行更深度的開采。但是，深層煤礦和淺層煤礦的開采難度是截然不同的，當開采深度增加時，其巷道布置以及采煤工藝也都有所不同。在開采深層煤礦時，主要是對開采面進行大長度的拓展，布置巷道時則需按照深層開采要求來執行，并且在巷道布置之前還要充分考慮到煤礦開采面的實際情況，以使巷道布置方案能夠符合深層煤礦開采作業要求，有效保障煤礦開采作業安全。除此之外，煤礦開采人員還要采取措施來加固開采面地板，確保開采人員能夠利用巷道來保障煤礦開采安全，避免地下瓦斯出現泄漏問題。在開采深層煤礦時，只有注意上述問題，方可使煤礦開采質量及開采效率得到有效保證，煤礦開采人員的人身安全得到切實保障。

(2)采煤工藝

考慮到我國對煤礦資源的需求量逐年增長，這使得煤礦企業在開采煤礦過程中的開采深度不斷增加，而開采深度增加則會提高煤炭資源的開采難度，并且煤炭資源開采量也變得不穩定。為此，要想在提高煤炭開采量的同時，降低煤礦開采難度，使開采出的煤炭資源能夠有效滿足社會資源需求量，就必須保證專業人員能夠在綜采煤層之前充分了解煤層中的各種異常復雜情況，在應用相應的大型機械來對煤層進行開采之前，為了實現綜采，便需要依據工作面在綜采過程中所取得的各項數據，以此對煤層資源質量及數量做出一個準確的判斷，待開采水平完全達到后，再結合開采現場的實際情況來對相應的采煤工藝進行合理的選擇，使大型開采機械能夠滿足工作面要求，并通過裝機試運行來驗證開采機械的實際效果，待其運行效果滿足要求后，方可按照采礦規定來開采工作面。

(3)高濃度瓦斯氣體下的巷道布置

眾所周知，煤炭資源在歷經幾千年的形成過程中還會有大量的瓦斯產生，這也導致煤礦開采作業時布置的巷道內往往充斥著大量瓦斯氣體，因瓦斯是一種看不見、聞不到的易燃易爆氣體，這也造成煤礦開采人員往往很難察覺這些瓦斯氣體，當巷道中的瓦斯氣體達到一定濃度時，便會造成煤礦開采人員的呼吸困難，甚至因此而引起窒息死亡。更為危險的是，當瓦斯氣體遇到明火或火星時，便極易發生燃燒甚至爆炸，而這勢必會給煤礦開采人員的生命安全造成巨大威脅。因此，必須要采取相應的措施來減少瓦斯氣體在巷道中的濃度含量，而這便需要將解放層布置到巷道中，利用解放層來抽放瓦斯氣體，或是通過一進二回通風方式來降低瓦斯氣體濃度。

(4)破碎煤層中的巷道布置

在煤礦開采作業中，往往會遇到比較破碎的煤層，這些破碎煤層有些是天然形成的，有些則是煤層開采后剩余的碎煤。考慮到破碎煤層中的煤炭量往往比較少，這使得煤礦企業在開采這些破碎煤層時，通常要對開采經濟性進行分析，而且即使決定開采破碎煤層，其實際經濟效益往往也比較有限。為了減少巷道布置中花費的成本，便需要盡可能的使用原有巷道，不過，部分原有巷道可能并不滿足破碎煤層的開采要求，此時便需要對這些不滿足要求的巷道進行相應的改造，以確保這些巷道進行改造后能夠確保煤層通風良好，以使煤礦開采人員的人身安全得到有效保證。

2.煤礦開采作業中的安全風險

(1)環境風險

在對深層煤進行綜采時，可能存在以下環境安全隱患：其一，工作面頂部面板的管理隱患，煤礦開采人員在利用大型機械來開采深煤層時，因土壤擠壓會使工作面頂部面板受到分離作用影響，當分離作用力超過工作面頂部面板所能承受的極限時，便會造成工作面頂部面板發生斷裂，進而威脅到巷道內開采人員的人身安全，并且當工作面頂部面板斷裂時，是很難采取有效措施進行修復的。當綜采工作面頂部面板發生斷裂，會造成煤礦壓力急劇增大，此時支架受到的壓力也會隨之迅速增加，在巨大壓力作用下，支架可能會發生變形甚至折斷，而這勢必會引發更大的安全風險；其二，在開采工作面中，煤壁會變得凹凸不平，當壓力集中在煤壁兩側時，便會造成片幫脫落，從而使煤渣清理變得異常困難，并且過厚的片幫一旦發生突然性的掉落，還會砸傷工作人員。因此，如果深層煤綜采工作中存在的安全隱患不得到及時的解決，不僅不利于巷道在作業面中的布置與維護，更會對煤礦生產安全造成巨大威脅。作為煤礦企業，必須要加強巷道整體布局，找出可能影響煤礦開采安全的風險因素，并采取防范措施來規避安全風險，只有這樣才可保證煤礦開采工作安全。

(2)設備及人員風險

在對煤礦進行開采時，不僅開采現場的地質環境條件可能會引發安全問題，如果對機械設備使用不當，也極易引發安全問題。具體如下：首先，在使用采煤機過程中，如果操作方法不當，會造成碎煤被大量拋出，而碎煤在掉落至井下時極易砸傷開采人員，進而由此引發安全事故。其次，隨著煤礦開采作業的不斷推進，煤層會變得越來越陡，而開采人員在井下來回出入時便會產生很大不便，在安裝必要的防護設施時也會存在較大難度。最后，機械操作人員出現違規操作或危險操作時，也易引發安全問題。

3.提高采煤工藝效果的建議

(1)通過機械設備對巷道進行合理布置

在采煤作業中需要合理布置巷道，當底板結構不合理時，應針對其不合理之處，并結合煤礦開采需要來進行必要的改造，以確保改造后的底板結構能夠保證巷道連貫性。除此之外，在布置煤礦開采設備時應保證科學性、合理性，工作人員在應用刮煤機時需要控制其平穩性，以防止煤礦運輸過程中出現掉落。此外，還要對輸送機外沿進行改進，利用起吊滑輪來保證液壓支架的穩固性，以使運輸機變得更加高效。

(2)針對工作面復雜性來優化采煤工藝

在優化采煤工藝時，可采取以下優化手段：首先，可對煤的處理順序進行工藝優化，原來的煤炭處理工藝是先對煤炭進行切割，使其成為大量的小塊煤后進行移架。而經過優化后的采煤工藝則可先對開采的煤炭進行移架，然后再對煤炭進行小塊切割，這樣利用掏量窩方式，可使運輸工具獲得更大的移動距離，這樣便可通過超前移架起到一定的保護頂板作用。其次，可通過優化采煤機械的工作細節來達到優化目的，傳統的采煤機在進刀時采取的是兩段斜切方式，而通過改進采煤機的進刀方式，使其能夠從作業面中部送刀，能夠使采煤機械取得更高的作業效率，更重要的是利用多作業面同時進刀，還可對巷道起到一定的保護作用。最后，優化人員布置，以往設備運行過程中需要人員看管，而通過人員布置優化則可采取階梯式看管，即設備的各個操作環節均有對應的人員進行看管，哪個環節出問題都能追溯到對應的責任人，這樣不僅可提高機械運行效率與煤礦開采質量，還可在問題產生時真正做到追根溯源。

(3)加強人員能力培養

在對采煤工藝效果進行優化過程中，對工作人員能力的培養也是至關重要的。一方面，煤礦企業需要采取各種措施來增強自身的人才吸引力，使更多的稀缺人才能夠匯聚于企業，而這就需要煤礦企業能夠強化績效考核，將績效和員工薪酬進行掛鉤，對表現優異員工給予適當獎勵。并且還要為員工進行職業生涯規劃，遵循“以人為本”的管理理念來幫助員工更好地實現人生目標，充分調動其工作積極性，使其能夠全心全意地為企業發展做出貢獻。另一方面，煤礦企業需要向員工提供專業化培訓，使其掌握更多關于采礦方面的知識，并在遇到突發情況時能夠冷靜處理，不斷革新員工的工作思想，使其充分發揮自身創新精神，通過巷道布置與采煤工藝等方面的積極創新，以此保障煤礦企業的穩步發展，全面提高煤礦開采工藝效果。

4.結語

總而言之，當前我國對煤炭資源的需求量仍舊非常巨大，但我國也正積極推進新型能源開發，以此逐步代替煤炭資源，而在此過程中，必須保證煤炭資源的穩步供應，保證煤炭資源開采質量，在確保合理布置巷道的同時，對煤礦開采工藝進行深度分析與創新，以此不斷降低煤礦開采難度，切實保障和維護煤礦開采人員的生命安全。