＊高鵬飛

（國家能源集團(tuán)烏海能源公司 內(nèi)蒙古 016000）

1.礦井開拓的優(yōu)化改進(jìn)

(1)考慮地表因素改進(jìn)

在礦井開拓中，地表因素是影響場地、井口布置的重要因素，而場地、井口布置又決定了礦井的開拓方式，因此，應(yīng)綜合地表因素，考慮煤層條件，進(jìn)行礦井開拓方式確立，以保證后期作業(yè)的順利進(jìn)行，達(dá)到從源頭改進(jìn)優(yōu)化礦井開拓的目的。一般來說，地表因素可以被歸納為，地形地貌條件、建筑物與構(gòu)筑物分布、河流分布等?；诖耍诰唧w的改進(jìn)優(yōu)化中，需要先確定煤層條件，然后結(jié)合上述地表因素，擬定場地、井口布置思路，再選擇礦井開拓方式，最后，圍繞礦井開拓方式，再次考慮地表因素，并衡量地表的構(gòu)筑物、建筑物等因素，是否對該種開拓方式下，開拓施工的實(shí)施造成影響，確認(rèn)無問題后，才能將該種開拓方式予以應(yīng)用，以增強(qiáng)礦井開拓設(shè)計(jì)的合理性，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化改進(jìn)。針對已經(jīng)布置完成的礦井開拓現(xiàn)場，可以圍繞現(xiàn)有的開拓方式，考慮地表因素，衡量是否存在可能會帶來風(fēng)險干擾的地表因素，然后再基于此，加以改進(jìn)優(yōu)化，增強(qiáng)礦井開拓效果。

(2)考慮煤層賦存因素改進(jìn)

圖1 立井開拓圖

煤層賦存是指含煤巖系的分布存在現(xiàn)狀，其描述數(shù)據(jù)包括煤層層數(shù)、煤層厚度、埋深等。在礦井開拓中，應(yīng)根據(jù)煤層賦存狀態(tài)的變化，對開拓方式進(jìn)行改進(jìn)，以獲取充足的開采煤量，提升礦井開拓水平，例如：在傾斜煤層賦存條件下，可以采用斜井開拓方式，但經(jīng)過勘探發(fā)現(xiàn)煤層深度基本均在300m以上，則應(yīng)考慮到具體的賦存情況，通過采用立井開拓方式，以達(dá)到更大的開采煤量，以優(yōu)化礦井開拓效果。從總體上來看，在該項(xiàng)因素的背景下，應(yīng)圍繞如何獲取更大的采煤量，考慮礦井開拓方式的選用、優(yōu)化、改進(jìn)，以強(qiáng)化煤礦生產(chǎn)力，達(dá)到更好的礦井開拓效果。

(3)考慮經(jīng)濟(jì)因素改進(jìn)

在礦井開拓中，經(jīng)濟(jì)因素也是進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)需要考慮的重要因素。在優(yōu)化改進(jìn)中，應(yīng)根據(jù)礦區(qū)的實(shí)際情況，計(jì)算各類開拓方式所需的基建費(fèi)用、輔助運(yùn)輸費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用等費(fèi)用項(xiàng)目，然后結(jié)合煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)條件，以及此次采煤的預(yù)計(jì)收益等因素，合理選用礦井開拓方式，以達(dá)到礦井開拓的改進(jìn)和優(yōu)化。在此過程中，應(yīng)當(dāng)注意保證估算的準(zhǔn)確性，并參考以往類似的礦井開拓施工資料，對方案的造價進(jìn)行估算，同時，還要全面理清各項(xiàng)費(fèi)用支出點(diǎn)，及時去除冗余的支出環(huán)節(jié)，然后得出準(zhǔn)確、合理的預(yù)算，再根據(jù)預(yù)算進(jìn)行礦井開拓施工控制，以降低礦井開拓施工成本，達(dá)到優(yōu)化改進(jìn)的效果。此外，還要做好施工前的設(shè)備維護(hù)、機(jī)具到位等工作，以保持施工機(jī)械的良好工作狀態(tài)，減少故障等問題帶來經(jīng)濟(jì)損失，改進(jìn)優(yōu)化礦井開拓的效益，促進(jìn)煤礦開采作業(yè)水平的發(fā)展。

(4)考慮其他因素改進(jìn)

除了上述的三項(xiàng)因素，在實(shí)際的礦井開拓優(yōu)化改進(jìn)中，還要結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造因素、資源合理應(yīng)用因素等其他因素，進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)措施的設(shè)計(jì)，以保證礦井開拓施工的綜合效能。在此過程中，從地質(zhì)構(gòu)造上來看，應(yīng)結(jié)合勘探資料，注意在開拓措施的實(shí)施中避免將井筒設(shè)置在斷層構(gòu)造位置，防止開采過程中出現(xiàn)井筒開裂等問題，保證開拓施工的穩(wěn)定性和安全性。此外，井底、硐室等礦井開拓空間，也要避開地質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域，以改進(jìn)礦井開拓效果的可靠性。為此，由于斷層是復(fù)雜、不良地質(zhì)形成的源頭，所以工作者可以直接按照斷層分布情況劃分采區(qū)，然后再進(jìn)行礦井開拓，實(shí)現(xiàn)礦井開拓的改進(jìn)優(yōu)化。從資源和合理回收上來看，工作者需注意，盡量在開拓礦井過程中，使開拓系統(tǒng)避免或盡量少壓開采煤量，以獲得更多的采煤量，實(shí)現(xiàn)資源的合理應(yīng)用，深入優(yōu)化礦井開拓效果。

(5)方案優(yōu)選改進(jìn)

在礦井優(yōu)化改進(jìn)中，方案優(yōu)選也是達(dá)到改進(jìn)優(yōu)化效果的重要手段。在此過程中，需先羅列出合理可行的礦井開拓方案，然后結(jié)合上述因素進(jìn)行考慮，選出最優(yōu)方案，并將其用以礦井開拓施工，以實(shí)現(xiàn)礦井開拓的優(yōu)化改進(jìn)，增強(qiáng)煤礦開采效果。以某井田的礦井開拓方案優(yōu)化為例，該井田的煤層為緩傾斜煤層，淺部走向?yàn)?45m、標(biāo)高為+1460m，深部走向?yàn)?230m、標(biāo)高為+680m，最高開采上限與地表之間的距離為205m以上，同時，地表存在一條鐵路，整體地貌由平緩地階、山丘組成。綜合上述情況考慮，可以得出中部立井、井田西部立井、井田淺部立井這三個礦井開拓方案，其中，井田淺部立井的資金投入成本過大，不符合實(shí)際需求，而中部立井、井田西部立井這兩個方案從賦存等因素上考慮，兩者的優(yōu)勢性類似，但中部立井方案的井口位置緊鄰鐵路煤柱布設(shè)，能夠?qū)崿F(xiàn)資源的合理利用，因此，應(yīng)選擇中部立井方案，以優(yōu)化礦井開拓效果。

2.巷道布置的優(yōu)化改進(jìn)

(1)改進(jìn)工作面長度

在煤礦開采中，巷道主要是指連接地表與礦體之間的通道，工作者需要在其中設(shè)置通風(fēng)、排水系統(tǒng)，以及其他煤礦生產(chǎn)機(jī)械設(shè)施，為煤礦開采作業(yè)提供條件。在巷道布置的優(yōu)化改進(jìn)中，可以將工作面長度作為改進(jìn)優(yōu)化切入點(diǎn)，并通過合理化工作面長度，提升回采工作面單產(chǎn)水平。在此過程中，應(yīng)以提高回采工作面單產(chǎn)為目標(biāo)，結(jié)合實(shí)際條件，秉承巷道工程量最少化的原則，改進(jìn)優(yōu)化巷道工作面長度，增強(qiáng)巷道布置效果。在改進(jìn)優(yōu)化時，應(yīng)當(dāng)注意需按照實(shí)際情況，結(jié)合實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，考慮好煤礦開采施工的具體方向、計(jì)劃，同時，還要積極參考以往工況類似的煤礦開采工程的巷道布置方法，然后基于此，構(gòu)建出具有前瞻性的工作面長度設(shè)計(jì)，保證工作面長度能夠滿足長期的煤礦作業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)巷道布置的改進(jìn)優(yōu)化。

(2)聯(lián)合布置改進(jìn)

聯(lián)合布置是指一種巷道布置方式，這種布置方式最明顯的優(yōu)勢就是可以減少大巷的數(shù)量，以及巷道整體工程量，同時，能夠使運(yùn)輸設(shè)備的安裝作業(yè)空間結(jié)構(gòu)更加合理，降低設(shè)備、管線器材的安裝工程量，提升巷道布置的經(jīng)濟(jì)效益。為此，可以采用該布置方式對巷道布置方案進(jìn)行改進(jìn)，以優(yōu)化巷道布置效果。在此過程中，需結(jié)合設(shè)計(jì)的煤層分布情況，將這種布置方式進(jìn)行局部或全部的應(yīng)用，且應(yīng)注意，當(dāng)將聯(lián)合布置方式與其他方式進(jìn)行共用時，需做好銜接部分的規(guī)劃，并要最大化地應(yīng)用該種布置方式，以改善礦井的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。此外，在聯(lián)合布置方式與其他布置方式共同應(yīng)用時，可以考慮采用分組聯(lián)合布置方式，使機(jī)械設(shè)備能夠按照所處區(qū)域具體環(huán)境的差異，被予以相應(yīng)、合適的布置，增強(qiáng)巷道布置的準(zhǔn)確性，有助于煤礦開采作業(yè)效率的提升。

(3)改進(jìn)通風(fēng)設(shè)施布置

在巷道布置中，通風(fēng)設(shè)施布置是其中的一項(xiàng)重要工作內(nèi)容。在此過程中，通風(fēng)設(shè)施的布置效果，直接影響著巷道內(nèi)煤礦開采作業(yè)的安全性，因此，應(yīng)合理選用通風(fēng)設(shè)施布置方案，以實(shí)現(xiàn)巷道布置效果安全性的改進(jìn)和優(yōu)化。一般來說，常見的通風(fēng)設(shè)施布置方式有三種，即壓入式、抽出式、混合式，工作者應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選取合理的布置方式，實(shí)現(xiàn)通風(fēng)設(shè)施布置的改進(jìn)優(yōu)化，或結(jié)合當(dāng)前條件的變化，選用上述方式，對現(xiàn)有的通風(fēng)布置進(jìn)行改進(jìn)，深入優(yōu)化巷道布置水平。在改進(jìn)優(yōu)化中，如果采用的通風(fēng)設(shè)施布置方式為壓入式或抽出式，就應(yīng)當(dāng)注意，需將通風(fēng)設(shè)施放置在新鮮的風(fēng)流處，并使其與巷道之間保持10m以上的距離，若采用了混合式布置方式，那么則需在優(yōu)化改進(jìn)施工過程中，需將抽出式設(shè)備的風(fēng)筒吸風(fēng)口設(shè)置在壓入式設(shè)備入風(fēng)口前方10m以上，以免污濁的空氣被反復(fù)吸入，影響改進(jìn)優(yōu)化效果[1]。

(4)合理選擇巷道支護(hù)布置

除了通風(fēng)設(shè)施布置以外，巷道支護(hù)布置也是巷道布置工程中的一項(xiàng)重要組成部分。其中，支護(hù)的主要作用是保證巷道空間結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以免塌方等問題的出現(xiàn)，促進(jìn)煤礦開采任務(wù)的順利完成。在改進(jìn)優(yōu)化中，首先，應(yīng)先根據(jù)現(xiàn)行的煤礦開采作業(yè)方案，選用合適的支護(hù)方法。就目前來看，常用的支護(hù)方法有豎井支護(hù)、平斜巷支護(hù)、硐室支護(hù)。其次，再結(jié)合實(shí)際的地質(zhì)等方面工況，合理選用支護(hù)建設(shè)材質(zhì)，以及施工工藝，以保證支護(hù)能夠具備足夠的支撐力，達(dá)到優(yōu)化改進(jìn)巷道布置的目的。最后，待支護(hù)經(jīng)過一段時間的使用后，還要對支護(hù)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，如果存在支護(hù)老化、磨損等問題，則應(yīng)立即進(jìn)行修補(bǔ)和加固，以優(yōu)化支護(hù)布置效果，保持煤礦開采作業(yè)的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)[2]。

(5)實(shí)現(xiàn)動態(tài)化的改進(jìn)優(yōu)化

在巷道布置的優(yōu)化改進(jìn)中，需秉承動態(tài)化的原則，根據(jù)生產(chǎn)需求的變化，對現(xiàn)有布置情況進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，以推動煤礦生產(chǎn)作業(yè)水平的不斷提升。在此過程中，應(yīng)當(dāng)圍繞運(yùn)輸布置、掘進(jìn)布置等多個方面入手，進(jìn)行動態(tài)化的改造，以增強(qiáng)優(yōu)化改進(jìn)效果，例如：在巷道布置中，以往一些井田通常采用炮掘的方式，并使用調(diào)度絞車將物料、設(shè)備牽引到巷道的順槽中，然后再用順槽中的無極繩絞車運(yùn)送到工作面，掘進(jìn)效率低、運(yùn)輸過程長。為此，在改進(jìn)優(yōu)化中，可以在巷道中的順槽處開口，布置綜合掘進(jìn)機(jī)，代替炮掘，再直接用無極繩絞車，將物料、設(shè)備運(yùn)送到工作面，以縮短運(yùn)輸過程，提高煤礦開采效率。

3.結(jié)論

綜上所述，增強(qiáng)巷道布置、礦井開拓工序的實(shí)施效果，能夠促進(jìn)煤礦產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在開采作業(yè)中，改進(jìn)礦井開拓施工，可以弱化后期開采難度，提高煤礦開采效率，同時，借助巷道布置優(yōu)化措施，能夠構(gòu)建出一個穩(wěn)定的煤礦生產(chǎn)空間，保證各類生產(chǎn)安全設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)作，從而加快推進(jìn)煤礦施工的開展進(jìn)程。