煤矿开采中的巷道布置和采煤工艺研究

煤矿开采中的巷道布置和采煤工艺研究

祝朝建

斌郎煤矿 ，四川 达州 635000

摘要：煤炭资源作为我国社会经济发展中的重要资源之一，为社会经济的建设和发展起到了积极的推动作用。近年来，城镇化步伐加快，各个领域对煤炭资源需求量持续增加，为煤炭资源开采方式的创新和升级提供了新的契机。由于煤矿开采是一项作业周期长、危险性较大的工作，所以必须严格按照要求，做好开采过程中巷道布置与采煤工艺选择等工作，才能最大限度地保证煤矿开采作业的安全顺利进行。本文主要就煤矿开采中巷道布置与采煤工艺进行分析与探讨，以期为我国煤炭资源开采工艺技术的创新提供积极的建议。

关键词：煤矿开采；巷道布置；采煤工艺；问题分析；策略研究

引言

目前，中国煤炭接近90%是在井下开采的，在井下开采时需要开掘大量的巷道。其中，服务于工作面回采的两条巷道相当重要。在布置巷道时，不仅要考虑巷道掘进施工的安全性，还要考虑后期开采的安全性。巷道的稳定性受所选择采煤工艺的影响很大。

1.中国煤矿开采的新特点分析

经过多年的发展，中国采矿技术得到了质的飞跃，煤矿的产量越来越高，安全性也得到了保障。与过去几十年相比，中国煤矿开采出现了一些新的特点，主

要是开采强度更大、资源采出率更高、自动化程度更高，但是与此同时也面临更严峻的挑战。下面将进行具体的分析。

1.1开采强度更大

最近这几年，中国煤矿开采的一个显著特点就矿井单产量提升。也就是说，煤矿的开采强度更大。这得益于综采放顶煤技术和大采高技术的应用。

综采放顶煤技术通过合理、高效地利用工作面的支承压力使煤体破碎，从而大幅度提高厚及特厚煤层的开采效率。这项技术最大的优势在于只需要对传统的综采工作面液压支架进行改良，就可以使综采工作面的产量成倍地增加。

1.2资源采出率更高

近些年来，中国煤矿开采的另一个新特点是资源采出率更高，这有助于煤炭资源的可持续发展。一方面，中国对煤炭资源的回收率要求更为严格，并制定了一些相关的文件。另一方面，资源采出率之所以更高，主要是因为应用了无煤柱开采技术，并且进行了沿空留巷和沿空掘巷。在沿空留巷方面，切顶卸压已经得到了广泛的应用，其主要原理是将巷道靠近采空区一侧的顶板采用人工方式切断，从而减少支承压力的传递，；在沿空掘巷方面，柔模混凝土墙支护技术得到了广泛的应用，其主要原理是在采空区边缘一侧浇筑混凝土墙，从而实现对采空区顶板的支撑。总的来说，这两项技术都已经成熟，应用这两项技术可以避免双巷掘进过程中遗留大量煤柱无法回收的问题。

1.3自动化程度更高

随着人工智能时代的到来，很多煤矿开始逐步推广智能化开采。通过加大对智能化工作面的投入，以期快速积累智能化开采的技术经验。智能化工作面的自动化程度非常高，整个开采流程只需要少量的工人参与即可，可以在巷道内远程操控采煤机进行采煤也可以在井上的指挥中心操作进行采煤。目前，很多煤矿在实现智能化开采后，已经实施了“取消夜班”制度，这非常有助于保护工人的生命安全。

1.4面临更严峻的挑战

在技术进步的同时，煤矿开采也面临着更加严峻的挑战。新中国成立以来，经过长期高强度持续开采，中国浅部煤炭资源基本上已经枯竭，大多数矿井已经进入了深部开采阶段。在进入深部开采阶段后，煤矿地质灾害发生的频率将会更高。一个显著的特征就是煤矿动力灾害将更加严重，主要包括煤矿冲击地压、煤与瓦斯突出。此外，由于地温梯度场的存在，在进入深部后地温对煤矿开采的影响将更加显著。

2.煤矿开采工作中存在的问题

2.1缺乏合理的巷道布置方案设计

影响煤矿开采顺利稳定进行的影响因素包括: 巷道布置附近的山地质地的强硬度、山体走形、断面等，这些都是巷道布置工作中必须重视的内容，要将其作为布置设计的依据。但在实际设计环节，缺乏地质勘查，对有关地质数据了解不够深入，使得巷道布置方案缺乏依据，仅靠理论和以往经验无法保障巷道布置的科学性和安全性。

2.2钻孔质量得不到保障

钻孔质量对于煤矿开采质量有着决定性的影响，是一些地质较硬区域煤矿开采的重要内容。开采质量主要由其所处的台阶高低、钻孔深度及边坡位置决定。根据以往的钻孔实践来看，如果台阶所处位置较高，钻孔较深，边坡位置较窄，就会影响钻孔质量。如果开采煤矿的边坡地质存在缝隙，也会影响实际开采中的钻孔挖煤等工作。

3.煤矿开采的巷道布置

巷道布置是采煤施工中的重要内容，是保障开采工作顺利安全进行的前提，其主要分为以下几种: 一是煤层回采巷道布置。一个煤矿设置的开采范围有明显的上下部标准限高及斜度长要求等，采煤区域分为多个层次，其中最靠近煤层的称为近煤层，最接近的区域称为主要采煤层，在进行煤矿开采时，为了保障煤矿开采工作的顺利进行，必须保证回采巷道的科学布置。二是采区上山区域的巷道布置。如果是在一些高瓦斯区域开采，对这些煤层群进行巷道布置时，必须对当地区域煤层的瓦斯含量及分布有足够清晰的认识，确保巷道布置在较低的位置，使布置设计更为合理。为保障开采施工安全，必须确保周围的空气流通正常，建立良好的通风体系，为开采工作的顺利进行奠定基础。三是对残煤开采布置巷道。对于一些残煤开采区域进行巷道布置时，要充分根据现存的巷道，在尽可能节约成本的同时做到煤矿的高效开采，在煤层下层煤中设置共用巷道，多设置送煤巷。如果残煤量较少，为节约巷道布置成本，应多利用已有的煤巷，基于施工需要，在原有巷道的构造形式上添加一些合理的布置。

4.采煤工艺技术及方案措施

4.1采煤工艺技术

割煤工艺技术。煤矿开采中必须根据煤矿实际情况来选择科学的割煤技术。如果煤层分布较为匀称，开采人员可以选用两个方向进行双向割煤，必须做好前期工作，及时解决割煤操作中遇到的问题，对切割失误的地方进行完善修补，煤层倾角扩大时，可以及时转化为单向割煤方式进行缩减。

装煤工艺技术。煤开采出来之后的运输装填是一项重要工作，为提高装煤速度，往往将铲煤刀口倾斜进入，投入到采煤机器中运出。这一过程要保障采煤机器内筒通畅，按照既定的运输效率及方向切割分类，送入地面存储地点。

移架操作工艺技术。采煤过程中需要借助一定的支架设备将开采出的煤移动。通过支架设备将经过割煤后的煤块移入合适区域，这些设备需要相应的支架急性支护，保障煤矿正常开采运输。

4.2方案措施

做好开采施工前的准备。若没有做好前期准备，会对煤矿开采质量造成很大影响。在开采施工前，应对煤矿的采矿区域环境、地质、地理形势等进行全面勘查记录，有针对性地进行开采。要安排专业技术人员检查开采设备，及时维修更换。设计科学合理的开采方案。科学合理的开采施工方案是进行煤矿开采的前提。方案必须严格遵循安全原则，保障开采各项工作的安全进行。根据预先勘测好的数据及以往开采方案来优化现行方案。应明确开采各个环节的具体流程，精准开采，保障开采工作的顺利稳定进行。

结语

指出了煤矿开采中存在的问题，分析了煤矿开采布置和工艺技术方法。应做好巷道布置，采用先进的科学采煤工艺技术，保障采煤安全，保护环境，提高采煤效率。未来，应探索出更加科学的巷道设置方案和采煤工艺技术，避免采煤工作出现安全问题，促进我国采煤行业的稳定发展。应加强对煤矿开采技术的管理，促进煤矿开采效率的提升。

参考文献

[1]安海晓.煤矿开采的巷道布置与采煤工艺技术探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2019,39(22):205-206.

[2]刘浩.煤矿开采中的巷道布置以及采煤工艺研究[J].当代化工研究,2019(13):110-111.