关键词：矿井；巷道布置；数值模拟
煤矿井下巷道作为井下煤炭生产运输的通道，其布置的有效性对矿井生产综合效率有直接影响。有鉴于此，针对井下回采作业巷道的布设方式开展优化研究，探究总结最佳的巷道布设方法，对于提升矿井生产作业效率、保障作业安全、增加综合收益有着积极的效果。
1、巷道布置方案
在当前的煤矿开采工作中，大部分的开采面跨度较长且面积较大，这就对煤矿的正常开采提出了更高的要求。因此在煤矿开采前，必须认真执行巷道布置工作，选取合适的采煤工艺。例如在深层煤矿区开采的过程中，最常见的是大采长工作面，巷道的布置应该依据深层开采的规定进行，结合煤矿开采面的真实情况进行改进，以确保巷道的布置适应深层煤矿的开采，确保煤矿开采面的安全。下图为某矿井下煤层地质赋存示意图。
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图1矿井下煤层地质赋存示意图
1.1煤层内瓦斯含量较高的巷道布置方法
在煤形成的过程中也会伴有瓦斯，所以在一些煤矿巷道内通常存在大量的瓦斯气体。由于瓦斯无色无味，不易被人们察觉，在煤矿开采的过程中，很有可能出现大量瓦斯涌出的情况。由于瓦斯气体不能够维持呼吸，很有可能导致工作人员窒息死亡。另外，瓦斯气体能够进行燃烧并导致爆炸，对工作人员的生命安全也是极大的威胁。一般为了控制瓦斯的含量，需要通过设置巷道来进行抽放工作，因此，如果出现高瓦斯的状况，需要利用巷道布置来设置解放层，除了通过解放层来疏解瓦斯，还可以采取一进二回的通风方式。
1.2破碎煤层开采的巷道布置方法
破碎煤层是煤矿开采中一个较为尴尬的情况，破碎煤层往往是开采后的剩余煤层，大量的煤炭已经开采完成，剩余一些碎煤。破碎煤层的含煤量较少，在对破碎煤层进行开采时，首先要考虑的就是破碎煤层的经济问题。由于破碎煤层含煤量较少，所以，取得的经济效益也十分有限，通常会使用煤矿原有的巷道继续使用，以降低巷道布置成本，提升破碎煤层开采的经济效益。但是，有些巷道并不适用于破碎煤层的开采工作，需要进行简单的改造。除了经济问题之外，安全问题也是其中一个较为重要的问题。在煤矿开采中，最重要的就是通风，在对原有巷道进行改造时，一定要保证破碎煤层通风的良好，保证破碎煤层工作人员在巷道内的工作安全。
2、煤矿开采的主要工艺及开采工艺提升策略
为了保证稳定的煤炭产量和能源供给量，需要有专业人员提前对异常复杂的煤层进行综采。在采用煤矿各种专用大型设备进行开采之前，要对开采区域进行综采，通过分析工作面综采的数据来判断煤层资源的数量和质量，足够开采水准之后再根据现场情况选择合理的采煤工艺，然后选择适合工作面的大型设备进行装机试运行，效果可以的话再正式按照采矿规范对工作面进行作业。
2.1合理利用机械设备进行巷道布置
对于煤矿采煤作业，巷道布置要合理。在实际工作中，对于不合理的底板结构，要科学改造，确保改造后的结构能够满足煤炭开采需求，保证开采巷道的连贯。另外，煤矿开采设备的放置一定要科学、合理，刮煤机在传输煤矿时应尽量保持平稳，避免出现煤炭掉落的情况。除了保证刮煤机平稳运行之外，还可以提高输送机的外沿，通常会在液压支架中间使用起吊滑轮来完成这一任务，这样处理之后可以有效提升运输机的输送效率，从而大大提升煤矿开采工作的整体工作效率。
2.2优化复杂工作面采煤工艺
（1）采煤工艺改进最大的就是煤的处理顺序，由之前的先切割煤变成小块再进行移架到现在的先移架再切割成小块，通过掏量窝的方式来增大运输工具的移动距离，进而可以保证超前移架对顶板的有效保护。
（2）对采煤设备细节的改进。采煤机由之前的传统两段斜切的进刀方式改为现在由作业面的中部送刀，这种方式可以提高作业效率，多个作业面同时进刀，不仅节约了时间，还保护了巷道内部，为煤的运输创造更大的空间。
（3）重组人员布置，从之前的跟着设备进行操作到现在实行阶梯化的工作方式，每个步骤由专业人员负责，责任到人，这样不仅能保证工作完成的质量和效率，还能在出现问题时及时找到根源所在，由对应的负责人改正和监督[3]。
2.3提升工作人员的能力
采矿工程队的规模不同，采用的管理方式也不同，因此，要充分利用企业各方面的优势，为工作人员进行采矿方面的专业知识培训，提升他们的专业水平和互相沟通协作的能力，以及遇到突发事件灵活冷静面对的能力。同时，还要制订企业对于人员的长期培训和知识不断更新的计划，扩大企业的人才数量，展现人才优势。在工作中，要选拔思想更为先进且应变能力强的人员作为重点培养对象，将人员运用到巷道的布置创新和采煤工艺的创新上来，为煤矿的安全生产和质量提升做出贡献。
3、现阶段煤矿开采工作中可能存在的安全问题
3.1煤矿开采环境引发的安全问题
（1）工作面顶部面板的管理隐患。在采煤工作中，需要由大型机器在地下进行推进，推进的过程中会挤压到工作面的顶部面板，使顶部区域产生分离的力量。如果顶板耐受能力达到一个极限，就会发生断裂的情况，对巷道安全构成威胁，一旦断裂开来还不容易修复。顶板一旦断裂，会导致煤矿的压力瞬间变大，进而给支架带来巨大的压力，而支架由于特性原因变形或者折断，会造成更大的危险。
（2）工作面煤壁容易出现片帮的情况。采煤工作完成后，会在工作面上留下凹凸不平的面壁，如果煤壁两边都有压力会导致片帮脱落，给工作人员清理煤矿剩余残渣带来麻烦；如果掉落的片帮过厚还会碰伤工作人员，造成人员伤害。这些都不利于作业面巷道的布置和维护，所以，要对整体的布局和相关因素进行维护和检查才能保证生产安全。
3.2煤矿开采工作设备引发的安全问题
采煤机会导致碎煤抛出，对井下工作人员与机械设备的安全构成威胁；开采工作持续深入会导致煤层变陡，工作人员来回进出十分不方便，安全防护措施的安装也较为困难；作人员操作较为松散，存在危险操作的情况。
结束语
虽然中国在积极开发、推广新型能源，但煤炭资源仍然是使用量最大的资源之一。随着煤炭资源的不断开采，开采工作面发生了一些变化，出现了一些安全隐患，对工作人员的生命安全与煤矿开采质量都有极大的威胁。为了保证工作安全，提升工作质量，在进行煤矿开采时，必须仔细考量现场环境，选择合理的开采工艺，全面做好煤矿开采工作。
参考文献：
［1］吴兴河.煤矿开采中的巷道布置和采煤工艺研究［J］.山东工业技术，2019(16)：54.
［2］柴建平.构造应力对巷道布置及支护影响研究［J］.煤炭科技，2019，40(2)：36-38.
［3］毛亮.近距离下煤层巷道布置位置对应力场影响模拟分析［J］.煤，2019，28(4)：63-65.
［4］杜志兵.近距离薄煤层群联合开采回采巷道布置探讨［J］.矿业装备，2019(2)：44-45.
论文作者:刘龙
论文发表刊物:《建筑实践》2020年1月1期
论文发表时间:2020/4/30