冀中能源邯郸市陶一矿业有限公司 河北省邯郸市 056003
摘要：煤矿生产大都是在地下进行的，采矿环境比较恶劣，若不对其采矿环境及施工技术进行优化，则会影响煤矿开采效率，不利于煤矿企业的发展。采煤工作面是煤矿开采的基础，对其顺槽布置方式进行分析与研究，能够为煤矿安全生产提供保障。基于此，文章主要对采煤工作面的顺槽布置方式进行了分析与研究，希望能够提升采煤工作面的采掘生产水平。
关键词：采煤工作面；顺槽布置；优化设计
引言
近年来，在经济快速发展的背景下，能源紧缺、环境污染严重已成为制约国民经济可持续发展的关键问题。煤碳资源作为我国生产、生活的主要能量来源，在开采力度不断增加的情况下，其储存含量也急剧下降，如何提升采煤的工作效率，提高采煤质量，是当前采煤企业发展面临的挑战。对采煤工作面的顺槽布置方式进行优化，有利于提升采煤企业的工作效率，提高其经济效益。因此，技术人员在采煤过程中，应注重对顺槽工作面的优化设计工作，保证其工作面的运行效果。
1采煤工作面设计顺槽布置需要考虑的问题
1.1轨道顺槽布置问题
对于轨道顺槽的布置问题，设计人员应在考虑巷道服务时间、变形等因素的同时，以矿井具体生产实际和地质条件为依据，在布置临近采空区采场时，将轨道顺槽沿空侧通长布置，并留置与老空区3.5m的保护煤柱。
1.2运输顺槽布置问题
为便于顺槽电机与皮带的安装，运输顺槽宜沿坡度设置机头段。并保证与联络巷连接位置处留有20m的平段，见煤层后再沿煤层底板掘进。同时，运输顺槽内的皮带应内错布置，皮带应与运输顺槽巷道和轨道顺槽巷道保持合理的距离。
1.3运输顺槽联络巷布置问题
运顺联络巷布置是采煤工作面施工的重要环节之一。运顺联络巷布置在运顺东侧或西侧，应以具体的井下地质条件为主要依据，并避免应力集中，以避免给顶板管理构成安全威胁，同时，应尽量减少巷道工程量，只有这样，运顺联络巷的布置才能够保证顺利通过立交，且不需要增加运输环节。
2采煤工作面顺槽布置方式的优化分析
在采煤工作面顺槽布置方式优化过程中，为了充分地了解顺槽布置优化后的效果，本文以某煤矿企业为的工作面顺槽优化为例进行了分析。
2.1煤矿开采工作面概况
第一，工作面位置、周边关系及开采情况。工作面南侧为23上05综采工作面采空区，北侧为设计的23上07综采工作面，西到二采3上边界巷，东侧为二采3上轨道巷与二采3上胶带输送机巷，下方为设计的二采3下工作面。
第二，与本工作面相邻的巷道基本情况与23上06综采工作面相邻的采区及辅助巷道东向西依次为：二采3上胶带输送机巷，胶带输送机巷沿着煤层顶板施工，巷道宽3.6m，为墙高1.5m的直墙半圆拱形巷道；皮带中心线距离二采3上轨道巷巷道中心线30.325m；二采3上轨道巷，轨道巷自南向北的施工坡度为0.003，巷道宽3.6m，为墙高1.5m的直墙半圆拱形巷道；巷道中心线距离二采3上管子道巷道中心线14.675m；二采3上管子道，管子道沿着煤层顶板施工，巷道为宽4.2m，高2.6m的矩形巷道。
2.2工作面顺槽布置方案的优化设计
2.2.1采煤工作面优化原则分析
在优化采煤工作面的顺槽布置方案过程中，技术人员需要遵循相应的优化原则。
第一，当采煤工作面的支护面积变大时，其可以采用单根支柱支护方法，结合特殊顶板的支护方式，这样能够通过良好的顶板控制，对支护面进行完整支护，从而构建一个相对最优的采煤作业空间。
第二，与其它区域比较，顶板集中点承受的压力相对较大，如果失控就可能发生冒落，对比其他地区的承受压力，顶板集中点的压力将大大增加，失控的顶板或许会发生冒落。因此，顺槽设计应合理选择排数和排距的相关数据，有效防止过小或过大排距现象的形成，以避免顶板提前脱离煤层而发生冒落。
2.2.2运输顺槽布置方案优化
运输顺槽与二采3上胶带输送机巷贯通处留有1m的台阶，便于运顺皮带机头的搭接，运顺开口至运顺联络巷与运顺贯通处沿一个坡度施工，过贯通点后留20m平巷，然后根据现场实际确定找煤方式，见煤层后沿煤层顶板掘进。
2.2.3轨道顺槽布置方案优化
考虑到巷道变形、服务时间长短等诸多因素，采矿人员根据矿井的地质条件和生产实际，在临近采空区布置采场时，沿空侧通常布置工作面的轨道顺槽，顺槽与老空区之间留有3.5m厚的保护煤柱。因此23上06工作面的轨道顺槽沿23上05工作面采空区布置，顺槽为矩形巷道，净断面尺寸4.8m×3.0m，断面积14.4m2，巷道中心线距离运输顺槽皮带中心线217.95m
2.2.4轨顺联络巷布置方案
优化方案一，布置2个轨顺联络巷在23上05工作面停采线以外的23上05运输顺槽开口，两巷道中心线相距15m，均与23上05运输顺槽成35°夹角，均为矩形巷道，一个轨顺联络巷用于掘进期间煤流运输，另一个轨顺联络巷用于掘进期间辅助运输。23上06轨道顺槽掘进期间，煤流需要经过轨道顺槽皮带运输机、轨顺联络巷刮板运输机以及23上05运输顺槽的皮带运输机到达二采3上胶带输送机巷，整个运输系统共需要3部设备经过3次转载到达二采3上胶带输送机巷，运输环节多。
优化方案二，布置1个轨顺联络巷在23上05工作面停采线以外的23上05运输顺槽小角度开口，根据已有皮带运输机允许的弯曲微调范围，确定与23上05运输顺槽成5°夹角；轨顺联络巷为矩形巷道，同时用于掘进期间煤流运输及辅助运输。通过对采煤皮带运输机进行改造，在轨顺联络巷处采用吊挂调整皮带方式，可使23上06轨道顺槽掘进期间，煤流只需经过1部改造的皮带运输机便可通过轨道顺槽、轨顺联络巷以及23上05运输顺槽到达二采3上胶带输送机巷，整个运输系统只需要1部设备经过1次转载到达二采3上胶带输送机巷，运输简单。最终的优化结果如下图所示：
图1顺槽工作面优化方案布置图
在轨顺联络巷布置方案优化过程中与方案一相比，方案二节省了1部皮带运输机和1部刮板运输机，简化运输环节，降低了设备故障发生几率，对提高采煤效率，降低采煤安全隐患有着显著的效果。
结束语
总而言之，采煤工作的顺槽布置设计优化是非常复杂的工作，其容易受到煤层及煤井大小等因素的影响，使得工作面采煤效率低。对此，在采煤工作面设计优化过程中，技术人员应依据采煤地质条件及现场实际情况，对采煤工作面的顺槽布置方式进行合理优化，提高采煤生产工艺水平，为采煤的安全生产奠定基础。
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论文作者:蒋卫
论文发表刊物:《基层建设》2017年第36期
论文发表时间:2018/4/4
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