煤矿开采巷道布置及采煤工艺分析研究

（山西焦煤集团临汾宏大矿业有限责任公司 山西 041000）

引言

就目前来看，我国煤矿开采作业过程中的开采面不仅跨度很长，而且开采面积也比较大，而这便需要采取更加严格的开采技术，才能保障煤矿开采安全。当煤矿巷道没有进行合理的布置，或是采用的采煤工艺不符合煤矿开采现场实际情况时，便会对煤矿开采量造成严重影响，甚至还会因此产生安全事故，给煤矿开采人员的人身安全造成巨大威胁。所以，煤矿企业在开展煤矿开采活动之前，需要对巷道布置进行深入研讨与分析，确保采取的采煤工艺能够科学、合理。

1.煤矿开采巷道布置及采煤工艺分析

(1)巷道布置

当前，我国已经在很长一段时间中持续开采煤矿资源，这使得许多煤矿资源开采区域的开发度日益提高，但也使煤矿资源变得日益枯竭，碍于我国现代社会发展对煤炭资源的庞大需求量，再加上煤炭开采质量需要切实提高，就需要对煤矿下的煤层进行更深度的开采。但是，深层煤矿和浅层煤矿的开采难度是截然不同的，当开采深度增加时，其巷道布置以及采煤工艺也都有所不同。在开采深层煤矿时，主要是对开采面进行大长度的拓展，布置巷道时则需按照深层开采要求来执行，并且在巷道布置之前还要充分考虑到煤矿开采面的实际情况，以使巷道布置方案能够符合深层煤矿开采作业要求，有效保障煤矿开采作业安全。除此之外，煤矿开采人员还要采取措施来加固开采面地板，确保开采人员能够利用巷道来保障煤矿开采安全，避免地下瓦斯出现泄漏问题。在开采深层煤矿时，只有注意上述问题，方可使煤矿开采质量及开采效率得到有效保证，煤矿开采人员的人身安全得到切实保障。

(2)采煤工艺

考虑到我国对煤矿资源的需求量逐年增长，这使得煤矿企业在开采煤矿过程中的开采深度不断增加，而开采深度增加则会提高煤炭资源的开采难度，并且煤炭资源开采量也变得不稳定。为此，要想在提高煤炭开采量的同时，降低煤矿开采难度，使开采出的煤炭资源能够有效满足社会资源需求量，就必须保证专业人员能够在综采煤层之前充分了解煤层中的各种异常复杂情况，在应用相应的大型机械来对煤层进行开采之前，为了实现综采，便需要依据工作面在综采过程中所取得的各项数据，以此对煤层资源质量及数量做出一个准确的判断，待开采水平完全达到后，再结合开采现场的实际情况来对相应的采煤工艺进行合理的选择，使大型开采机械能够满足工作面要求，并通过装机试运行来验证开采机械的实际效果，待其运行效果满足要求后，方可按照采矿规定来开采工作面。

(3)高浓度瓦斯气体下的巷道布置

众所周知，煤炭资源在历经几千年的形成过程中还会有大量的瓦斯产生，这也导致煤矿开采作业时布置的巷道内往往充斥着大量瓦斯气体，因瓦斯是一种看不见、闻不到的易燃易爆气体，这也造成煤矿开采人员往往很难察觉这些瓦斯气体，当巷道中的瓦斯气体达到一定浓度时，便会造成煤矿开采人员的呼吸困难，甚至因此而引起窒息死亡。更为危险的是，当瓦斯气体遇到明火或火星时，便极易发生燃烧甚至爆炸，而这势必会给煤矿开采人员的生命安全造成巨大威胁。因此，必须要采取相应的措施来减少瓦斯气体在巷道中的浓度含量，而这便需要将解放层布置到巷道中，利用解放层来抽放瓦斯气体，或是通过一进二回通风方式来降低瓦斯气体浓度。

(4)破碎煤层中的巷道布置

在煤矿开采作业中，往往会遇到比较破碎的煤层，这些破碎煤层有些是天然形成的，有些则是煤层开采后剩余的碎煤。考虑到破碎煤层中的煤炭量往往比较少，这使得煤矿企业在开采这些破碎煤层时，通常要对开采经济性进行分析，而且即使决定开采破碎煤层，其实际经济效益往往也比较有限。为了减少巷道布置中花费的成本，便需要尽可能的使用原有巷道，不过，部分原有巷道可能并不满足破碎煤层的开采要求，此时便需要对这些不满足要求的巷道进行相应的改造，以确保这些巷道进行改造后能够确保煤层通风良好，以使煤矿开采人员的人身安全得到有效保证。

2.煤矿开采作业中的安全风险

(1)环境风险

在对深层煤进行综采时，可能存在以下环境安全隐患：其一，工作面顶部面板的管理隐患，煤矿开采人员在利用大型机械来开采深煤层时，因土壤挤压会使工作面顶部面板受到分离作用影响，当分离作用力超过工作面顶部面板所能承受的极限时，便会造成工作面顶部面板发生断裂，进而威胁到巷道内开采人员的人身安全，并且当工作面顶部面板断裂时，是很难采取有效措施进行修复的。当综采工作面顶部面板发生断裂，会造成煤矿压力急剧增大，此时支架受到的压力也会随之迅速增加，在巨大压力作用下，支架可能会发生变形甚至折断，而这势必会引发更大的安全风险；其二，在开采工作面中，煤壁会变得凹凸不平，当压力集中在煤壁两侧时，便会造成片帮脱落，从而使煤渣清理变得异常困难，并且过厚的片帮一旦发生突然性的掉落，还会砸伤工作人员。因此，如果深层煤综采工作中存在的安全隐患不得到及时的解决，不仅不利于巷道在作业面中的布置与维护，更会对煤矿生产安全造成巨大威胁。作为煤矿企业，必须要加强巷道整体布局，找出可能影响煤矿开采安全的风险因素，并采取防范措施来规避安全风险，只有这样才可保证煤矿开采工作安全。

(2)设备及人员风险

在对煤矿进行开采时，不仅开采现场的地质环境条件可能会引发安全问题，如果对机械设备使用不当，也极易引发安全问题。具体如下：首先，在使用采煤机过程中，如果操作方法不当，会造成碎煤被大量抛出，而碎煤在掉落至井下时极易砸伤开采人员，进而由此引发安全事故。其次，随着煤矿开采作业的不断推进，煤层会变得越来越陡，而开采人员在井下来回出入时便会产生很大不便，在安装必要的防护设施时也会存在较大难度。最后，机械操作人员出现违规操作或危险操作时，也易引发安全问题。

3.提高采煤工艺效果的建议

(1)通过机械设备对巷道进行合理布置

在采煤作业中需要合理布置巷道，当底板结构不合理时，应针对其不合理之处，并结合煤矿开采需要来进行必要的改造，以确保改造后的底板结构能够保证巷道连贯性。除此之外，在布置煤矿开采设备时应保证科学性、合理性，工作人员在应用刮煤机时需要控制其平稳性，以防止煤矿运输过程中出现掉落。此外，还要对输送机外沿进行改进，利用起吊滑轮来保证液压支架的稳固性，以使运输机变得更加高效。

(2)针对工作面复杂性来优化采煤工艺

在优化采煤工艺时，可采取以下优化手段：首先，可对煤的处理顺序进行工艺优化，原来的煤炭处理工艺是先对煤炭进行切割，使其成为大量的小块煤后进行移架。而经过优化后的采煤工艺则可先对开采的煤炭进行移架，然后再对煤炭进行小块切割，这样利用掏量窝方式，可使运输工具获得更大的移动距离，这样便可通过超前移架起到一定的保护顶板作用。其次，可通过优化采煤机械的工作细节来达到优化目的，传统的采煤机在进刀时采取的是两段斜切方式，而通过改进采煤机的进刀方式，使其能够从作业面中部送刀，能够使采煤机械取得更高的作业效率，更重要的是利用多作业面同时进刀，还可对巷道起到一定的保护作用。最后，优化人员布置，以往设备运行过程中需要人员看管，而通过人员布置优化则可采取阶梯式看管，即设备的各个操作环节均有对应的人员进行看管，哪个环节出问题都能追溯到对应的责任人，这样不仅可提高机械运行效率与煤矿开采质量，还可在问题产生时真正做到追根溯源。

(3)加强人员能力培养

在对采煤工艺效果进行优化过程中，对工作人员能力的培养也是至关重要的。一方面，煤矿企业需要采取各种措施来增强自身的人才吸引力，使更多的稀缺人才能够汇聚于企业，而这就需要煤矿企业能够强化绩效考核，将绩效和员工薪酬进行挂钩，对表现优异员工给予适当奖励。并且还要为员工进行职业生涯规划，遵循“以人为本”的管理理念来帮助员工更好地实现人生目标，充分调动其工作积极性，使其能够全心全意地为企业发展做出贡献。另一方面，煤矿企业需要向员工提供专业化培训，使其掌握更多关于采矿方面的知识，并在遇到突发情况时能够冷静处理，不断革新员工的工作思想，使其充分发挥自身创新精神，通过巷道布置与采煤工艺等方面的积极创新，以此保障煤矿企业的稳步发展，全面提高煤矿开采工艺效果。

4.结语

总而言之，当前我国对煤炭资源的需求量仍旧非常巨大，但我国也正积极推进新型能源开发，以此逐步代替煤炭资源，而在此过程中，必须保证煤炭资源的稳步供应，保证煤炭资源开采质量，在确保合理布置巷道的同时，对煤矿开采工艺进行深度分析与创新，以此不断降低煤矿开采难度，切实保障和维护煤矿开采人员的生命安全。