煤矿采煤生产的采掘系统、运输系统与通风系统探讨

崔平

摘要：煤矿采煤生产的采掘系统，可按采掘时间先后分类和按采掘空间关系分类。运输系统有间隔运输系统和连续运输系统。通风系统可按进风路线、按回风流方向、按回风方式进行分类。

关键词：采掘系统；运输系统；通风系统

1.采掘系统

1.1按采掘时间先后分类

（1）后退式采煤系统。①特点：先掘后采，采前成巷；采煤工作面自采区边界向采区上山推进；上下平巷随采煤工作面推进不断报废、缩短。②优缺点：正好与前进式采煤系统相反。③适用条件：不受煤层赋存、地质变化、突出和煤层自燃的影响，适用范围广泛。

（2）前进式采煤系统。①特点：只采不掘，采后成巷（假机巷、风巷）；采煤工作面自采区上山向采区边界推进；上下平巷随采煤工作面推进不断加长。②缺点：采用传统方式维护假机巷、风巷不仅用工多，顶底板移近量大，巷道条件差；采空区漏风，回风流瓦斯大；遇较大地质变化后，必须停产处理，常打乱采煤工作面的正常生产秩序；采用先进的高分子材料充填技术后，虽然前两个问题得到解决，但第三个问题仍然存在。③适用条件：煤层赋存稳定，地质构造简单；煤厚小于2m，煤质较硬；煤层不自燃，瓦斯不大且不突出；涌水量小；采掘失调、接替脱节的时期；要推广采用高分子材料充填的新技术，并购齐设备。突出煤层不得采用前进式采煤。

1.2按采掘空间关系分类

1.2.1跨上山采煤系统

①特点：不留采区上山煤柱；采区一翼工作面跨越上山采煤；区段平巷会出现一小段煤流的反向运输。②适用条件：采区上山全部为煤层底板岩石上山；主要运输平巷为煤层底板岩巷。③注意事项：岩石上山和岩石平巷应布置在不受采动影响、距煤层底板的法线距不小于10m和8m的坚硬稳定的岩层中；采区的区段石门应布置在上山靠跨采的工作面一侧，以减少跨采的距离；跨采后，采煤工作面停采线距最近一条岩石上山的水平距离应不小于20m；一翼采煤工作面跨上山采煤时，另一翼采煤工作面距该上山的水平距离不小于80m，以防该上山同时受两翼采煤工作面超前支撑压力的双重影响；不留区段煤柱，以防该煤柱的固定支撑压力对上山维护不利；同一区段两翼采煤工作面先后采完后，其间应留5～10m的隔离煤柱，以保采煤面收尾时的运输设备和支架等安全撒出。

1.2.2不跨上山采煤系统

①特点：留设采区上山煤柱；区段平巷不出现煤流的反向运输。②适用条件：煤上山布置方式；煤岩上山联合布置方式。③注意事项：当采用煤上山布置时，其中车场甩车道的方向，既可向左，也可向右，应从实际出发合理确定；当采用煤岩上山布置时，靠近煤上山的一条岩石上山位置，在围岩压力小时，可布置在煤上山保安煤柱的边缘；当围岩压力大时可适当加大煤岩上山间距5m左右，使岩石上山处于采空区下方的减压区内，以利于该上山的维护；岩石上山的中车场及石门应布置在采区上山煤柱内或靠上山煤柱一侧。

2.运输系统

2.1间隔运输系统

间隔运输系统即矿车运输系统，指采区上山和区段平巷均采用矿车运煤1）优点。采煤工作面投产前掘进工程量较小，不需掘采区煤仓；刮板机使用台数少；煤层机巷可分段掘进，巷道维修小；易于分采分装分运，有利提高煤质；适应性强。2）缺点。轨道上山的中、下车场的长度较长；区段平巷要设多处运行小机车的车场；矿车用量较多。3）适用条件。采区生产能力小于15万吨/年；上山坡度不超过25°。

2.2连续运输系统

连续运输系统即输送机运输系统，指采区上山采用皮带机、刮扳机或溜槽运煤，区段平巷采用皮带机或刮板机运煤。1）特点：采煤工作面机巷要一次掘成；运输上山只能运煤，运矸和运料需经轨道上山。2）优点：采区生产能力大；上山绞车的功率小；采区内双轨巷道少；矿车用量少；运输安全性大。3）缺点：采煤工作面投产前掘进工程量大；刮板机或皮带机用量多；需布置采区煤仓和区段溜煤眼，施工难度大；不能实行分采分运，对提高煤质不利。

2.3辅助运输管理系统

以煤矿辅助运输管理业务为主，以运输设备、运送人员、运输物料、运输基础设施及相关事件为系统的基础数据，对涉及运输任务、运输车辆、司机等各方面的物资配送申请与审批、司机与车辆调派、信息交流、信息提示、物资收发交接等全流程进行综合管控。可实现如下管理功能：1）实现司机基本信息管理、岗位技能、出勤、交接班和司机绩效管理等司机管理。2）实现车辆档案台账、车辆中小修、日常维护保养管理、加油管理、租赁管理、效能分析等车辆管理。3）实现运输计划、作业任务、物料配送、人员运输、联合运输、人车调派、装卸载、运输看板的物流运输。4）地面候车室、井下人车等候点的人员等候信息动态上传至调度中心、车辆管理部门，实现人车到来提示，人车空座提示，人车超员承载报警的公交式管理。5）实现车辆事故管理、行人和行驶车辆间安全间距信息提示、同向行驶车辆间安全间距信息提示、相向行驶车辆间车辆行驶状况信息提示、交通管制信息提示、车辆违章管理及安全检查等功能的安全管理。

2.4辅助运输调度系统

以定位信息为基础，以车载智能终端为核心，辅助井下信号灯控制系统、智能调度系统、语音调度系统和GIS地理信息系统，实现辅助系统运输车辆、司机的全程管控和实时调度。可实现如下管理功能：

1）定位系统。对井上/下车辆的位置信息进行实时监测，按照车辆的位置信息进行行车信号的闭锁连锁控制，引导车辆行驶、避让。出现超速、违规停车、违法闯入（进入单行巷道前，对即将要进入巷道的车辆进行语音提示，司机也可通过车载终端查询巷道车辆信息，并可对巷道内的车辆发起呼叫）时，系统报警并记录报警信息；系统按照车辆位置信息进行车辆运输任务的跟踪管理，形成任务闭环和数据统计依据；实现运行轨迹查询、回放。

2）车辆信号灯控制。系统按照监测获得的车辆位置信息并配合工业电视系统控制信号机显示禁行、通行信号，指挥车辆避让。信号控制参照车辆位置、车辆数量、车辆类型、巷道情况等信息自动控制，也可以由地面手动控制；系统对控制参数条件可以灵活配置、远程管理。系统监测到司机闯红灯时报警并记录报警信息。

3）语音调度。地面车辆调度中心通过调度台与井下车辆进行语音通讯，车辆配有车载智能终端，司机通过车载智能终端接收调度中心语音调度信息。可实现车辆之间、车辆与固定手机、车辆与生产现场之间的语音通讯。调配司机运输、物料运输任务，实现应急指挥。

（4）GIS矿图管理。基于GIS软件管理平台，实时展示井下车辆的数量、位置、分布情况和每个车辆任意时刻所在的位置（空、重车，上下行，以及行驶、停止，完好、故障）及各时间段的活动轨迹。

3.通风系统

3.1按进风路线分

1）轨道上山进风。优点：供风质量好，煤尘小；有利于绞车房的供风。缺点：区段中车场甩车道处局部通风阻力大。2）运输上山进风（应用较少）。优点：局部通风阻力小；有利于降低运输线上电机产生的高温。缺点：供风质量差，煤尘大；发生瓦斯事故时，对绞车房通风不利。

3.2按回风流方向分

1）上行式通风系统，适用煤层倾角＞12°的采区。2）下行式通风系统，适用煤层倾角＜12°的采区。

3.3按回风方式分

1）专用回风系统，采区回风上山既不准行人，也不准安装设备和管线，专供回风用。其适用瓦斯大、煤层易自燃或有煤与瓦斯突出的采区。2）非专用回风系统，回风上山可行人，也可安装设备和管线。其适用于瓦斯不大、煤层不自燃或瓦斯突出的采区。

结束语：

综上所述，良好的煤矿生产系统可以降低运输工作复杂度，提高开采安全，利于采掘工作推进。为生产提供安全、优质、高效、低耗、及时的生产力量，以获得最佳的经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]孟宪臣：煤矿开采与掘进［M］.北京：煤炭工业出版社，2008．

[2]邱江.掘进工程［M］.北京：煤炭工业出版社，2014．