巷道布置和采煤工艺在煤矿开采中的思考

2022-09-10

1.前言

煤矿开采工作是事关我国经济社会的重大工作,尤其是巷道布置和采煤工艺的选择是煤矿开采工作中非常关键的环节。如果在开采的过程中巷道的布置不合理,轻则影响到开采的总体效率,重则引发安全事故。而采煤工艺也影响着整个煤矿开采的整体效果。就目前国内的开采情况来看,巷道的布置方式以及采煤工艺的选择与地貌特点关系较大,因此在开采的过程中应当根据实际情况来选择巷道以及施工工艺,从而全面提升开采效率。

2.巷道布置分析

(1)工程案例分析

郑煤集团隶属于郑州市内,郑煤集团旗下某矿井位于密县县城约14km,该矿井的开拓方式是斜井开拓,其生产能力大约保持在120万吨每年,该井田范围内煤层一共具有15层,其中可开采的煤层为M16、M17、M18,从整体上来说这些煤层厚度保持在5m左右,平均可采厚度为3.19m,煤层的倾向为2°-15°。

(2)巷道布置分析

在该矿井的开采过程中,遵循的是近距离煤层开采的方式,也就是说上下临近位置之间的距离保持在较小的范围内,尤其是在高位展开开采工作的话,开采空间中会保持较多的煤柱,而煤柱本身的存在就会为下层的煤层施加较大的压力,这样很容易在施工过程中造成坍塌现象,甚至也会引发顶板的脱落现象。结合工程实际,煤矿的巷道布置一般有以下几种设置情况。第一,煤矿的上下两层的两个部分采取重叠方式进行综合性设计,这就需要两个巷道保持一致性,除此之外还需要保证煤柱的相对稳定性。第二,巷道内部交错的方式进行布置,在实际的工作中,同一条直线上的工作面巷道几乎是很少见的,但是采用交错方式的设计会在煤矿内部产生大量的梯形煤柱,这样会造成煤炭资源的浪费,上述两种巷道布置方案都有着不同的优缺点,需要根据煤矿实际情况进行设计,巷道的设计要从多个角度进行分析。

(3)高瓦斯煤层的巷道设计

在煤矿开采的过程中,高瓦斯的现象是十分普遍的,在高瓦斯的情况下,整个井下非常容易发生爆炸现象,从而引发重大安全事故。因此在这种条件下的煤层巷道设计必须考虑到瓦斯排放的问题,除了要进行巷道的科学设计还需要对井下瓦斯的含量进行监控和管理,而且高瓦斯的巷道必须设置在解放层面,同时在巷道的设计时应当依照地形走向来进行通风设置,从而保证瓦斯的正常排放,减少安全事故的发生概率。

3.煤矿采煤工艺相关内容分析

(1)优化开采设备,科学巷道布置

在煤矿开采工作开始之前,要做好前期准备工作,尤其是要做好巷道布置设计的总体工作,站在工程施工的总体要求对巷道进行科学性的设计,对于施工过程中的不合理的底板结构进行一定的改造,在改造完成之后要保证煤矿结构能够保持一定的连续性进而满足实际的开采需求,而且要保证设计的巷道具有一定的连贯性。其次,要对巷道内的瓦斯情况和浓度进行监控,要安装专业的仪器对其进行测控,同时也应当配备通风设置,从而有效地降低瓦斯的含量,避免出现大型事故。除此之外,在施工过程中,要对开采工具进行合理地配置,同时要保证工作面刮板输送机铺设的平整性,从而保证平整机在工作的过程中能够正常运行,保证内部材料不外洒落。为了进一步提高开采的效率以及施工的工艺,可以在工作的液压支架中安装几个起吊滑轮来进行运送,从而抬高输送机的外沿,从而进一步优化施工工艺。在综采面的施工中,可以根据实际情况安装掩护式的液压支架,从而使得整个施工工程具有整体性的顶梁结构,可以实现自动伸缩功能,这样可以使用开采工作中的各种变化,减少了因为采高变化而进行拔节的步骤,对于整个施工流程来说有着不少的优化作用,也显著地提升了生产效率。

(2)优化采煤工艺

采煤工艺的深度优化可以提高开采效率,压缩成本,在实际的开采过程中,煤矿企业一直要求创新发展,进一步优化采煤工艺。在目前的工艺中,尤其是在面对复杂的工作面的情况下,采煤工艺可以进行以下几个方面的优化。第一,在传统采煤中通常是采用先割煤再移架的方式进行,在改进中可以调换两者的顺序,先移架再割煤,在使用掏梁窝的方式来实现移动距离的增加,这样可以减少与端面之间的距离,可以帮助工作人员有效地管理顶板。第二,在施工的过程中要改善采煤机的进刀方式,在传统的开采过程中,进刀方式是两端斜切进行的,但是在新工艺中可以将进刀方式改为中部进刀,这样可以实现多个工作面同时进刀,全面提升了工作效率,而且压缩了时间给起吊输送机留出了大量的工作时间。第三,对于施工的组织形式进行重组和优化,把原来的追机作业改为分段作业的方式进行,这样可以将安全事故固定在某一阶段之内,并且一旦发生安全事故可以精确到人。此外,在工程开展的过程中还可以进行以下几类操作来进行优化施工。其一,液压支架的移动要保持快速的进行,在施工中,液压支架的移动是一项极其耗费时间的操作而且还十分具有安全隐患。所以在具体的过程中需要移架工人通过带压擦顶来实现快速移动的目的,从而减少安全事故的发生,但是在移动的过程中需要按照逐层移动的次序进行,避免因为头顶煤层的掉落而对工作人才产生伤害。其二,要对采煤机进行优化设置。工作人员在施工的过程中应当根据实际情况来调整采煤机的滑靴设置,可以将平面滑靴更换成低滑靴,而导向滑靴不发生改变,这样可以有效地保证采煤机一直处于水平状态之中,减少了力学的损耗,降低了运行成本。

4.结语

采煤工艺的进一步优化为我国经济社会的发展提供了不竭动力,从目前的煤矿开采情况来看,复杂的开采面、复杂的地质环境越来越多,因此就必须从工艺入手来优化开采流程,从而保证采煤的作业效率和运输的效率。巷道布置是采煤工作中非常重要的一个环节,本文从实际出发,结合郑煤集团的相关案例对巷道布置以及采煤工艺方面的内容进行了重点的分析,并且立足于现状,结合当前的工艺特点对采煤工艺的优化内容进行了阐述与分析,并且强调了施工过程中的注意事项,希望本文的撰写能够有效地解决采煤工作过程中存在的一些安全隐患,并且对巷道的科学布置提供一些有价值的参考意见,为煤矿的科学、高效开采贡献力量。

摘要：改革开放以后,中国的经济社会发展进入了快速阶段,中国经济的迅速发展促使对能源的需求量急剧增加,煤炭属于我国重要的生产类资源,它的开采量的多少直接影响着未来经济社会的发展走向。随着煤矿开采程度的日益加深,深度煤层的开采受到了地质结构以及复杂条件下的综采工作面影响,鉴于此,本文从实际出发,结合郑煤集团相关实践内容对巷道的布置情况以及采煤工艺进行了分析与阐述。

关键词：巷道布置,采煤工艺,煤矿,开采