煤矿开采中的巷道布置及采煤技术分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 17 日 作者简介：崔方超（1986），男，汉族，河北新乐人，本科，河北冀中邯峰矿业有限公司生产技术部副部长、电气工程师，研究方向为煤矿开采。-85-煤矿开采中的巷道布置及采煤技术分析 崔方超 河北冀中邯峰矿业有限公司，河北 邯郸 056004 摘要：摘要：煤炭是我国目前最主要的能源之一，其开采技术的高低直接影响到煤矿生产的安全性和稳定性。为了满足煤矿开采行业的发展需求，就需要不断地创新煤矿开采技术，提高煤矿开采效率和质量。本文主要对巷道布置和采煤技术进行了深入研究，介绍了采煤技术在巷道布置中的应用，同时对采煤技术在巷道布置中的应用进行了分析，以期能够为我国煤矿开采行业提供有价值的参考。关键词：关键词：煤矿开采；巷道布置；采煤技术 中图分类号：中图分类号：TD823 0 引言 煤炭是我国的主要能源，其开采过程中，需要对煤层进行科学合理的布置，提升煤炭开采的效率和质量，为相关企业带来更多的经济效益。因此，需要根据煤矿开采作业的具体情况，选择最合适的巷道布置方式，提升采煤技术水平，促进煤矿开采行业可持续发展。随着社会经济的快速发展，对煤炭资源的需求量越来越大。为提升煤炭开采效率和质量，需要对煤矿开采作业中的巷道布置及采煤技术进行分析和探讨，了解具体的巷道布置方式和采煤技术手段，并制定科学合理的开采计划，为相关企业提供参考。1 煤矿井下技术应用中存在的问题 煤矿与采矿项目的复杂性对煤炭产业的发展带来了严峻挑战，影响了煤矿生产的效率和质量。煤炭开采过程涉及一系列开采与加工技术，涵盖煤炭开采、运输及加工环节。当前，地下煤炭开采技术应用存在以下主要问题：在煤炭开采过程中，对技术改进与更新的重视程度不够，导致技术应用相对滞后。现阶段所采用的煤炭开采技术与配套设备同样存在滞后性问题，使得提高煤炭开采效率变得困难，从而限制了煤炭开采能力和利用效率的提升。若生产状态无法得到保障，最终将影响煤炭生产及企业经济效益。同时，煤炭开采技术在开采过程中的作用和优势尚未得到充分体现，主要包括提升煤炭开采效率和质量，减少资源浪费。此外，煤炭开采作业过程中缺乏完善的安全管理体系和制度，无法确保煤炭开采作业顺利进行，从而使企业在安全作业方面面临一定问题1。2 煤矿开采中巷道的布局 2.1 近距离煤层巷道布置 近距离煤层巷道布置一般适用于地质条件复杂，煤层之间有一定距离的矿井中，这种布置方式能够有效地提高矿井的经济效益和安全稳定性。在近距离煤层巷道布置过程中，主要考虑的因素是上下煤层之间的距离和开采技术。在近距离煤层巷道布置过程中，如果煤层之间的距离比较小，就可以采取“一”字型巷道布置方式。这种方式能够有效地减少采煤工作量，减少工作面上下山掘进工程量，也可以提高工作面支护质量。但是这种方式不利于小煤矿开采，而且当煤层厚度较小时，将会导致开采难度变大。因此在实际设计过程中，需要结合实际情况合理地选择巷道布置形式。2.2 多煤层巷道的布局 在煤矿开采的过程中，为了实现对不同煤层的有效开采，就需要对巷道布置进行合理的设计，进而保证多煤层巷道的合理布局。通常情况下，多煤层巷道布局都是根据其开采方向和煤层厚度来进行布置的。多煤层巷道布局主要分为两种类型，分别是直巷道和斜巷道，两种巷道布置方式各有优劣。在煤矿开采过程中采用斜巷道进行开采能够充分利用矿井资源，有利于实现多煤层巷道布置的合理化。但是需要注意的是在斜巷布置中需要考虑到运输问题和巷道的通风问题。为了提高运输效率，可以将斜巷布置在运输系统中国科技期刊数据库 工业 A-86-的下方或旁边。同时在斜井井底车场位置上可以布置一些辅助运输巷道或者辅助设备硐室等设施。并在斜井回采过程中要考虑到通风问题和巷道的支护问题2。2.3 多瓦斯煤层巷道的布局 煤层瓦斯巷道的布局对多层煤巷道的布置具有重大影响。在瓦斯浓度较高的煤层巷道，应布置于上隅角，并在采空区内进行开采。若瓦斯浓度较大，需在上隅角安装金属支架以进行支护，确保巷道稳定性。煤层瓦斯压力过高时，将对巷道内的瓦斯气体产生稀释效应，影响人员安全。因此，为提升巷道稳定性和安全性，应配置一系列通风设施。在进行煤层瓦斯巷道布局时，为保证矿井生产过程中人员安全，应将瓦斯浓度较大的煤层巷道置于上隅角。若采空区内瓦斯涌出量大，需采取隔离措施将其与采空区隔开，并对瓦斯压力较高的煤层巷道进行隔离，以降低瓦斯气体浓度。2.4 残煤开采的巷道布局 在煤矿生产中，残煤开采工作占据着举足轻重的地位。通过对残余煤层的科学开采，不仅能够实现采空区的安全填充，而且可以有效提高煤矿的开采效率。在此过程中，对残煤区的合理规划和巷道布局的优化是必不可少的环节。为了确保回风线路的安全与稳定，必须充分考虑采空区内的残煤状况以及采空区外工作面的回采情况，从而对巷道布置进行科学规划。一旦巷道布置完成，应立即开展残煤回采工作，并严格实施相关的支护措施，以确保开采作业的顺利进行。通过严谨的规划与规范的操作，以提升煤矿开采的安全性、效率与效益，为我国的能源安全和经济发展作出积极贡献3。3 煤矿开采中的巷道布置及采煤技术分析 3.1 人机普通采煤技术 人机普通采煤技术是应用较为广泛的一种采煤技术，在实际采煤作业过程中，利用工业机器人完成采煤作业。随着科学技术的不断发展和进步，工业机器人的性能不断提升，其应用范围也在不断扩大。为保证煤矿开采作业的顺利进行，需要结合实际情况选择合适的工业机器人，并在采煤作业中合理应用。例如，在煤炭开采过程中，为保证生产效率和质量，需要在工作面设备、巷道布置等方面进行优化处理。如果工作面设备和巷道布置不合理，将会影响采煤作业的顺利进行。因此，在实际作业过程中，需要合理利用工业机器人进行采煤作业。3.2 机械化综采技术 随着机械制造水平的提升，煤矿开采行业广泛采用机械化综采设备进行生产。这种技术不再依赖人力，而是全面使用机械设备进行煤层切割、煤块装运和采空区处理等煤炭生产环节。该技术基于详细地质参数，为煤层开采提供准确下刀位置。巷道布局需考虑机械综采设备尺寸，预留安全作业空间。在实际应用中，需根据煤矿具体情况选择作业方式，即使是同种设备，面对不同环境也需要灵活处理。机械化综采技术提高了采煤作业效率和安全性，降低了人力开支，为企业带来了长期经济收益4。3.3 爆破采煤技术 爆破采煤技术是指在采煤过程中，利用炸药或其他爆破工具，将煤层破碎成煤块或煤屑，并借助采煤机或溜矸放顶等设备，将煤块或煤屑运送至地面的采煤技术。其具有操作简单、成本较低、安全环保等优点，是当前煤矿开采中最常见的采煤技术。该技术的应用主要是针对煤层中含有大量的大块煤块和煤屑的情况，利用炸药或其他爆破工具将其破碎成煤块或煤屑。在爆破前，需要对煤层进行全面检查和分析，确定开采的可行性，并选择合适的爆破工具和炸药。爆破后，利用放顶机将顶板岩石放出，并利用溜矸放顶等设备将煤块运送至地面。在爆破过程中，需要加强对设备和人员的管控和监督，确保安全作业。（删除了）3.4 连续开采技术 连续开采技术是在煤矿开采过程中应用的主要技术手段。在实际应用中，连续开采技术可以对煤层进行有效的挖掘和开发，减少了传统的分段式采煤方式，能够有效提升煤矿开采效率，并节约大量的开采成本。在连续开采过程中，需要使用到液压支架和刮板输送机等设备，并在采煤过程中进行连续工作，以此来确保设备的正常运行。由于连续开采技术可以有效地控制采煤过程中的围岩移动问题，保证围岩处于稳定状态，有效避免了顶板冒落等问题出现。因此，连续开采技术还可以根据煤层具体情况来选择不同的采煤设备，如大型采煤机、液压支架等。在实际应用过程中，中国科技期刊数据库 工业 A-87-需要根据具体情况来选择不同的采煤设备，以提升煤矿开采效率5。3.5 放顶煤开采技术 放顶煤开采技术主要利用顶板来推动采空区，使煤壁暴露在采空区之外，通过不断放出煤块，有效提升煤矿开采的效率。放顶煤技术的应用，可以减少煤层开采作业对生态环境的影响，提升煤矿开采的安全性和稳定性。从煤炭资源实际应用情况来看，放顶煤开采技术主要分为直接顶放顶煤、次顶放顶煤和基本顶放顶煤三种。其中，直接顶放顶煤技术是指将煤块直接向采空区中放置，次顶放顶煤技术是指在采空区内将煤块和顶板进行有效隔离，进而使顶板暴露在采空区之外，基本顶放顶煤技术是指直接将煤层放入到采空区中，让煤层直接与巷道进行接触。为了使煤炭资源的利用效率得到有效提升，需要对不同的放顶煤技术进行合理选择和应用，并对不同的采煤机和工作面长度进行科学合理的设计。3.6 充填开采技术 充填开采技术是我国近年来研发出的新的采煤技术，在煤炭开采作业中应用较多，该技术可以有效降低煤矿开采作业对地表环境的影响。充填开采技术具有较高的安全性和可靠性，能够有效避免地表塌陷等问题。在煤矿开采过程中，可以利用充填采空区的方式，降低对地表环境的破坏程度。该技术能够有效降低煤炭开采成本，为企业带来更多的经济效益。在具体的采煤作业中，需要根据煤矿开采的具体情况，选择合适的充填开采技术手段。例如，在井下巷道布置时，需要根据巷道所处位置选择不同类型的充填设备。在条件允许的情况下，可以选择适合不同巷道布置情况的充填设备。此外，在回采过程中，还需要根据煤层厚度、煤层倾角等条件确定最适合的充填设备，只有这样才能确保煤矿开采作业可以获得更好的经济效益6。3.7 巷道掘进技术 随着科学技术的不断发展，我国煤矿开采技术也得到了显著的提升，并取得了长足的发展。巷道掘进技术是煤矿开采工作中的重要内容，可以通过科学合理的掘进方法，保证巷道掘进速度和质量。在实际的煤矿开采工作中，掘进技术主要包括全面机械化、半连续化、连续化和自动化四种方式。全面机械化是指在掘进过程中实现对所有工作人员及机械设备进行统一管理，避免人为操作失误造成事故，保证安全生产。在实际工作中，要充分考虑工作面的实际情况，合理选择机械化方式进行掘进工作7。3.8 短壁采煤技术 短壁采煤技术是指在工作面推进距离达到一定距离时，通过采取合理的措施，对煤层进行切割，进而对工作面进行重新布置。通过短壁采煤技术的应用，能够有效提高煤炭开采效率，促进煤矿生产效率和质量的提升。在煤矿开采过程中，由于地质条件的不同，开采工作存在很大差异性，在不同地质条件下采用的采煤技术也有所不同。在实际的煤炭开采工作中，需要根据煤矿实际情况合理选择相应的采煤技术，保证开采工作顺利进行。例如，在煤层倾角较大、顶板比较坚硬的情况下，可以选择大采高、一次采全厚的回采方式。在煤层倾角较小、顶板比较坚硬且煤炭赋存条件比较好的情况下，可以选择一次回采、分两次回采以及分层开采等方式。3.9 移架操作技术 在煤矿开采过程中，手动移架被视为一种重要的工作面支撑方式。在实施顶板支护作业时，必须按照既定的顺序进行支架的移动，并确保截深距离、适度距离和速度得到有效控制。完成割煤作业后，应立即移动采煤机，确保新暴露的顶板位于采煤机前方。然而，移动支架与顶板之间存在一定的滞后性，如果采煤过程中未能及时处理，可能会对煤矿的安全生产构成威胁8。而采煤过程中顶板损坏的现象往往源于移动支架的滞后移动，这导致支护作用无法充分发挥。因此，我们必须根据煤矿的实际情况，科学地制定采煤顺序，选择有针对性的采煤技术，并确保设备操作规范，为煤矿的高质量发展奠定坚实基础。4 结束语 综上所述，随着我国经济的快速发展，对煤炭资源的需求量越来越大。因此，在煤矿开采作业过程中，需要合理布置巷道，并利用采煤技术手段，实现煤矿开采工作的顺利开展。巷道布置方式是影响采煤技术水平的关键因素，在实际煤矿开采作业中，需要根据煤层情况进行科学合理的布置。因此，需要对巷道布置方式进行深入研究，并掌握采煤技术手段和采煤设中国科技期刊数据库 工业 A-88-备。在实际采煤作业中，需要采用人机普通采煤技术、机械化综采技术、爆破采煤技术、连续开采等技术，有效提升了煤矿开采工作的效率和质量，实现了煤矿开采行业的可持续发展。参考文献 1雷晓波.煤矿开采中巷道布置及采煤技术质量分析J.矿业装备,2023(5):81-83.2许立达.煤矿开采中的巷道布置及采煤技术解析J.当代化工研究,2022(2):3.3李安朝,胡云龙.浅析煤矿巷道布置与采煤技术J.中国科技期刊数据库工业 A,2022(3):4.4蔡瑞强.巷道布置和采煤工艺对煤矿开采的影响及对策J.内蒙古煤炭经济,2022(24):121-123.5杨欢.浅析煤矿开采中的巷道布置及采煤工艺J.工程建设,2022(007):005.6张旺荣.井下巷道布置和采煤工艺应用分析J.矿业装备,2023(1):98-99.7吕海军.煤矿下煤层回采巷道合理布置方式分析J.矿业装备,2023(7):60-61.8侯华营,陈朋磊,张红军,等.煤矿巷道快速掘进支护技术研究J.能源与环保,2022(003):044.