摘要：社会的进一步发展，促使当下居民对于能源的应用数量进一步增加，为了保证能源正常应用，需要提升煤矿开采技能，只有这样才能保证开采人员安全，提升开采效率。基于此，本文立足于煤矿开采角度，分析了开采水平设置以及阶段划分的方法，希望以下内容的论述可以促进我国煤炭开采施工更加安全、高效。
关键词：开采水平；水平高度；水平阶段
引言：对于煤炭开采工作而言，开采水平是一个重要的界定标准，在煤矿井田内部按照煤层方向逐一划分的条形区域为开采阶段，这些阶段将会在后续开采过程中，发挥重要指导作用。但是就目前煤矿开采工作而言，水平与阶段的划分仍然存在很多问题。因此，对煤矿开采水平的设置与阶段划分研究有着鲜明现实意义。
1开采水平的设置
在实际开采过程中，需要对煤矿矿洞内所具有的煤层信息进行分析，因为煤层不同类型的赋存条件将会直接影响到煤炭开采水平设置。例如，煤层所具有的赋存条件与煤矿井田的实际尺寸一定时，那么开采水平设置的数目应该由煤层内部阶段数目决定，并且开采形式也会对其产生部分影响。因此，对于开采水平高度的确定，应该从以下几个方面进行考虑：一方面，应该确定煤矿开采方式是否为上山开采或者是下山开采。该内容的确定应该结合实际进行分析，例如在确定开采过程中是否会应用到下山开采的方法时，需要对施工过程以及地质环境进行分析，因为下山开采方法应用时，会遇到排水、通风等问题，这就要求矿洞中煤层的倾角应该偏小，实际角度区间应该控制在“小于等于16°”范围内，并且矿洞内部的氧气含量较高，涌水量小应用此类开采方法。
另一方面，煤炭开采内部的阶段规定数量，将会受到垂直高度的限制，并且垂直高度还会对煤层赋存条件以及煤矿地理环境等内容产生决定性影响。通常情况下，如果煤矿井田所具有的倾斜斜长很小，并且煤层实际倾角度数较小时，可以将该类型的井田阶段数目规定为“2”，开采水平规定为“1”，开采方法选择“上下山”形式，也就是常用的单水平开拓方法。如果煤矿井田所具有的倾斜斜长很大，并且煤层实际倾角度超过16°时，可以根据不同施工需求，将该类井田阶段数目规定为多个，开采水平同样规定为多个，开采方法选择多水平开拓方法。通过以上内容的论述不难发现，煤炭开采的水平设置需要根据实际工况进行分析，并且还应该结合相关开采规定进行规范，这样才能保证水平、阶段设置符合施工需求。
2水平高度的确定
在煤炭开采过程中将水平高度进行如下定义：水平高度是煤炭开采上部分界面与下部分界面之间的距离。如果在实际施工过程中，只对一个阶段内容进行开采，则水平高度就是该阶段所具有的垂直高度；如果实际开过程中，对两个或者两个以上阶段内容进行开采时，则水平高度就是各个阶段垂直高度的总和。从水平高度的实际含义角度分析可以发现：其所具有的具体数值将会受到阶段垂高以及开采方式的影响，而对于其内部所具有的阶段划分，需要从多个角度进行分析。
2.1地质条件
煤炭开采属于一种地下作业形式，所以该方面的工作对于地质条件要求十分明显，而内部阶段的划分，最终目的是为了进一步提升煤炭开采技术合理应用，同时应用现有的煤炭开采技术可以进一步提升开采效率。为了达到以上目的，需要对煤炭资源周边地质条件进行合理的勘探和分析，然后应用地质断层或者是皱曲进行阶段划分，阶段划分完成之后，便可以确定每个阶段内的垂高，进而确定该位置水平高度。此种阶段确定方法，在一定程度上可以降低煤炭开采难度，提升开采工程整体施工效率。
2.2阶段斜长
煤炭开采过程中涉及到的阶段斜长，是一个重要的数据规划量，施工开采人员可以应用该数值确定开采阶段与开采水平高度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在理想条件下（不受地质条件影响），可以对阶段斜长进行以下论述：合理阶段长度是促进开采效率的重要参数，其实际长度的规定主要依赖设备应用、煤炭开采工作面参数以及矿洞巷道布置方法等内容，这也是技术应用与开采需求共同作用的结果[1]。对于阶段斜长而言，合理性斜长将会对煤炭开采以下内容产生影响：①合理区段数。对于采煤工作面而言，一个合理的阶段斜长规定，将会促使其划分为多个区段数，并且区段数可以保证实际施工过程的多种需求。不同煤层的区段数划分层次也并不相同，例如在缓倾斜煤层中，可以将区段数规定在3~5范围内，而对于急倾斜煤层而言，可以将区段数规定在2~3范围内，根据区段数值可以直接计算出阶段斜长。②煤品运输。对于大中型矿洞而言，往往在上山过程中会应用到输送机或者是溜槽进行煤炭运输，此过程中的斜长，通常情况下不会因为煤炭运输过程而受到限制。但是对于小型矿洞而言，在上山运煤过程中，往往会应用小型矿车进行运煤，此过程中斜长数值将会在绞车能力的影响之下发生变化。所以在斜长的确定，需要合理考虑到绞车能力、型号以及可以达到的最大斜长[2]。③辅助提升。在煤炭的开采过程中，往往会应用单卷筒绞车进行提升，但是如果应用的绞车体积过大，则无法在实际工作中发挥作用，因为井下作业内部空间较小，无论是设备的运输还是安装都无法做到高效。基于此种问题，对于绞车卷筒规格做了进一步规范，直径范围应该小于1.6m，保证四层缠绳长度可以达到880m即可。如果开采规模较大，则可以将卷筒直径提升到2.0m，保证四层缠绳长度可以达到1130m。但是在实际应用过程中，缠绳长度通常都会略微小于以上规定数值，此种情况也属合理。
2.3上下山开采
实际开采过程中，大多会应用上、下山开采方法进行施工，因为此种方法在应用过程中的水平高度是规定阶段的数值总和，所以应用范围更加广泛，服务年限也会逐渐增加，符合可持续发展方针。
2.4开采水平的储量及服务年限
对于煤炭开采工作而言，想要对于一个水平高度进行完全开采，需要挖掘多个矿洞以及巷道进行辅助施工，并且矿井规模越大实际工作量就会越高，从而导致工期时长进一步增加，开采过程的资金投入也逐渐加大。为了保证工程施工可以充分应用投资资源，就需要具有良好的水平服务年限。《规范》中对其有明确规定：大型矿井水平服务年限应该控制在20~30年，第一水平服务年限应该控制在30年之内，中型矿井水平服务年限应该控制在15~20年。
2.5技术经济合理的水平高度
通过对水平高度的研究发现，技术经济对其也存在明显的影响，具体内容可以分为以下两个方面：一方面，实际开采过程中还会在水平处挖掘设备使用场地，而该部分的挖掘费用，并不会随着水平数值变化而变化[3]。另一方面，水平高度越大，阶段斜长越大，对上山阶段而言，会增加上山的运输费用和折返运输工作量，增加采区上山的巷道维护工作量，加大水平的排水高度和费用，从而使吨煤生产费用增加；另外，阶段斜长过大，需要的上山运输设备也大，管理复杂。合理的水平高度就是要在具体生产条件下，研究两方面的消长关系，寻找最佳平衡点。
结论：综上所述，煤炭开采是一个较为复杂的过程，尤其是在实际开采过程中，还会涉及到井下作业等内容，因此需要采用合理的技术手段对煤矿矿洞以及井田进行规划设计，保证可以在短时间内完成开采任务，这就要求开采水平以及阶段的划分需要从地理条件以及其它外界环境因素进行综合考虑，必须做到准确划分。
参考文献：
[1]伏瑞.倾斜工作面开采软弱破碎煤层支架倒架原因分析、处理措施及防止滚矸措施的探讨[J].科学技术创新,2019(04):185-186.
[2]贺丹,段中会,叶桢妮,黄美涛,潘怡.沉积特征与聚煤规律研究在煤矿开采中的应用——以黄陇侏罗纪煤田郭家河煤矿为例[J].中国煤炭地质,2019,31(01):17-24+36.
[3]康宁,武强,曾一凡,宋寿鹏.毛乌素沙漠南缘煤矿开采涌水及其对浅层地下水影响的预测分析[J].西北大学学报(自然科学版),2018,48(06):867-874.
论文作者:任建龙
论文发表刊物:《基层建设》2019年第10期
论文发表时间:2019/7/5
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