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摘要：以煤炭采矿工程为主体，对其采矿技术与施工安全进行介绍与分析，以期为煤炭采矿行业技术与安全管理提供借鉴。
关键词：煤炭采矿;采矿技术;施工安全
1煤炭采矿工程采矿技术
1.1深层井开采技术
深层井开采由于涉及到的因素较多，煤层的稳定性尤其严重，因此其开采难度大，煤层掘进巷道支护技术的应用可以在开采时保证开采安全，维持正常生产，实施支护技术前需要准备以下条件。
1.1.1上煤层开采底板破坏深度分析
深层井煤层的开采工作难点在于如何保持下煤层工作面顶板岩体的力学环境保持在一个相对平衡的状态之下，但是由于开采技术的限制，当前的深层井煤层开采往往会在超前支撑压力作用下，对煤壁超前面的底板造成一定程度的破坏，为了尽可能地减轻这种破坏的程度，使得底板应力场进行重新分布，对于工作面煤壁超前面应力在煤层底板覆岩中传递规律的研究十分关键[1]。而对于工作面超前较远的距离，受到超前支承压力的作用相对较少，底板的应力场处于较为原始的状态，不需着重进行考虑。根据以上原理，对上煤层开采底板破坏深度分析完成后套用破坏深度公式对破坏深度进行计算，计算公式：通过计算后得出的数据为探讨下煤层顶板与选择支护技术提供数据支持。
1.1.2巷道顶板类型确定
根据公式（1）测算上煤层开采对顶板破坏深度与煤层距离，进行对下煤层掘进巷道支护的选择，确定顶板的类型。顶板作为下煤层开采的前提进行准确分析对下煤层的安全开采起到重要作用。第一种类型为伪顶，顶板呈现破碎松散形态。这种顶板的出现是由于上下煤层之间间距小于1m，在对上煤层的开采中设备无可避免的对底板造成破坏。对于这种顶板不能采取加支架的方式，需要在掘进巷道用原木做假顶配合钢梁支护，这种顶板有时在1~2m之间的煤层间距中也会出现，主要取决于覆岩性质和开采操作。第二种类型为直接顶，顶板呈现裂缝状并有发育趋势。这种顶板多出现于煤层间距2~4m之间，这时当上煤层进行开采时，对于下煤层的影响相对得到一定的缓解，对底板的破坏程度与范围稍小，下煤层顶板未完全碎裂，但支撑能力相对较差，这时需要考虑架设假顶配合支架支撑的方案。第三种类型为老顶，顶板基本保持了顶板的完整性。这种顶板多出现在煤层间距超过4m以上，上煤层的开采基本上对底板影响不大，下煤层开采的顶板支撑力较强。
1.2深层井巷道支护技术原则
1）分段支护。支护技术需要根据顶板状况的不同来实施，根据上文顶板的类别与特征，支护使用也按照煤层间距划分，按照不同煤层间距的巷道进行分段支护。2）锚杆紧力根据覆岩承载力设定。裂缝型顶板状况的巷道，其顶角处呈现出破碎状并发育裂缝。对于这样的情况，在顶角这一区域进行锚杆架设支护的预紧力需要首先考虑到覆岩自身的承载能力，当覆岩的承载力达到一定范围后再通过支架起到分担压力的作用。3）薄顶板使用架棚支护。对于粉碎性顶板和顶板厚度不足的情况，在巷道中使用承压支架或锚索、锚杆来进行压力分散显然是不现实的，因此在掘进中采用架棚支护的安全度更高，并且对于采区巷道较宽的部位还需要打点柱支撑。4）覆岩顶板表面加防护措施。对于粉碎性或顶角裂缝发育点区域，需要在表面增加防护网，以免由于顶板压力过大而造成碎石下落伤人的情况，并且对于架设的防护和支撑措施要每日进行检测，避免因支撑力不足或防护不严而产生生产安全问题。
1.3深层井巷道支护技术
根据顶板分类与支护原则，本文对于巷道支护技术方案的制定分为以下几种方案。
1.3.1上下煤层间距小于2m的支护方案
由于这种煤层间距下的顶板呈现破碎松散形态，顶板完全没有支撑能力，在这种情况下需要主要使用工字钢棚（见图1），配合使用原木作为防倒支撑架，顶梁与顶板之间用刹顶木刹紧背牢，同时在顶板处增设金属防护网，保证压实压紧，避免顶板问题造成伤人情况。
1.3.2上下煤层间距2~4m的支护方案
这类巷道支护形式为顶锚杆、工字钢棚、帮锚杆三者结合进行支护，锚杆主要用在顶板顶角处和裂缝板块处，架设工字钢棚后，主锚杆按照间距为800mm×1000mm进行布置，两侧靠帮锚杆来支撑固定，帮锚杆安装与垂直方向呈30°夹角。
1.3.3上下煤层间距大于4m的支护方案
这类巷道的顶板基本保持了完整性，具有一定的承压能力，因此采用锚网索为主的支护方式，锚杆之间按照1000mm×1000mm的距离进行布置，靠帮锚杆与垂直方向呈30°夹角。将一根锚索沿巷道中心线布置，排距为2000mm，按照层间距的不同选择不同长度的锚索。
1.4露天开采技术
露天煤矿开采不需井下作业，在敞露空间中即可完成，但相对于井下开采，我国现今露天煤矿开采数量较少，其技术相对于深层井开采相对落后，同时我国其他矿产资源开采多以露天为主，为露天煤矿开采提供了相关技术遵循。1）间断开采工艺。在进行露天煤矿开采时，对煤矿上中下部岩石层处理可采用单斗-铁道或单斗-卡车间断开采工艺，在进行岩层爆破后，通过吊斗铲对煤矿工作区进行刷帮，将碎石、黄土等运至铁道或卡车处，由铁道或卡车将其运离煤矿工作区，这种开采工艺较为传统与简便，但由于需要对爆破堆进行间断性清理，其工作效率不高，需通过将爆破堆分类与合理布置来提高工作效率。2）半连续开采工艺。同样以吊斗铲进行爆破堆刷帮，将其碎石、黄土等煤层覆盖物通过卡车运至半固定破碎机进行进一步破碎，后由带式输送机运出，或直接由吊斗铲将爆破物运至移动式破碎机进行破碎处理，后由带式运输机运出，相对于第一种开采工艺，半连续开采工作效率相对较高，但仍然要受到爆破量的限制，当多点爆破时开采进度同样会放缓，需完成大部分清理后继续工作。3）连续开采工艺。连续开采工艺中将单斗吊斗铲进行替换，改为轮斗，同时配合带式输送机与推土机联合作业，这种情况下推土机负责处理黄土层，减少吊斗铲工作量，配合带式输送机的运输，对于爆破堆的清理速度加快，相比与前两种开采工艺有了新的进步。4）综合开采工艺。随着露天矿产资源开采技术的日趋发展，露天煤矿开采对其进行了借鉴与应用，以集中化、集约型、高效率发展为目标，引进综合开采工艺，即根据露天矿区自然地理状况，将传统开采工艺进行综合应用，根据不同的开采需求应用不同开采技术，打破固定的开采模式，多种工艺并存且优势互补，并且在特殊情况下能够使开采工艺的优势得到充分的发挥，成为近年来大型露天煤矿开采技术发展的新趋势。
2煤炭采矿工程施工安全管理
1）进行煤炭采矿工程分析。例如在观音山煤矿新建矿井开采中，要求在对采区的巷道设计上，尽量做到工作面等长，上下顺槽垂直宽大，特别是综采面的机巷宽度要达到4.5m以上，下邦高度1.8~2.0m，确保机轨合一，满足端头支架和转载机的通过要求，做到行人、运输皮带、设备列车互不制约，如巷道内安设运输机时，输送机与巷帮支护的距离不得小于0.5m；输送机机头和机尾处与巷帮支护的距离应满足设备检查和维修的需要，并不得小于0.7m。巷道内移动变电站或平板车上综采设备的最突出部分，与巷帮支护的距离不得小于0.3m。对异形回风巷的要求则是宽度3.5m以上，下邦高度2.4m以上，梯形抬棚则达到2.4m高3.5m宽就行。巷道净断面的设计，必须按支护最大允许变形后的断面计算。2）秉持煤矿工程施工的科学合理原则。在进行煤矿工程施工时设备计人员的配置一定要合理、科学，不可为节约成本而降低标准，防止在今后的运行过程中因技术失误或设备故障频繁而产生不必要问题，给合作的双方造成损失。3）做好突发事件处理预案。在矿井或开采工作区的瓦斯含量测定后，如果出现瓦斯含量过高现象，则提前做好瓦斯的探放工作，尽早采取抽放措施，进行提前抽放，为煤炭工作区准备条件，打好基础。尽早对煤层开采区做突出检测,如果定性为高瓦斯高突出矿井,则做好相关防突预案和措施。4）加强开采队伍安全管理。做好煤炭工程开采技术人员准备，进行安全管理教育，熟练工要从其它矿高薪聘请，特别是电工、钳工、拉架工、采煤司机这四类工种，都要有技师级的技术工人在里面起带头作用。在组建队伍之初，管理上就从严要求，严格考核，讲究规范，确保队伍安全作业。
参考文献
[1]刘荣亮.近距离煤层群采影响下煤层顶底板复合破坏特征研究[J].中国煤炭，2013（4）：48.
[2]潘伟明.极近距离煤层巷道支护技术研究[J].现代矿业，2013（10）：118-119.
作者:周伟 单位:山西三元煤业股份有限公司下霍煤矿
