綜合機械化采煤工作面過大拐角技術(shù)的探索與實踐

1、綜合機械化采煤工作面過大拐角技術(shù)的探索與實踐郭金明1 張仲春2 （平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 平頂山煤業(yè)集團四礦 河南 平頂山 467001） 內(nèi)容提要 由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，在使用綜采時造成一定難度，通過分析綜采工作面過大拐角開采技術(shù)的影響因素，提出了對策和現(xiàn)場管理措施，通過實施證明了綜采工作面過大拐角的可行性，保證了回采工作面進度，提高了回采率，取得了較好的效果。 關(guān)鍵詞 綜采工作面 過大拐角 考慮因素 技術(shù)可行性 隨著礦井開采時間和開采深度的增加，大塊的煤田逐步減少，且地質(zhì)構(gòu)造越來越復(fù)雜，利用原有巷道回收邊角煤柱已成為延長礦井服務(wù)年限、提高回采率的主要方法，這樣回采順槽會出現(xiàn)拐彎折線，而綜采過拐

2、點又比較困難，容易出現(xiàn)擠架、倒架、爬架，運輸機難以管理，頂板難以控制等困難。為此必須對綜采工作面過大拐角技術(shù)進行探索與實踐。1 工作面概況 四礦己一采區(qū)西翼己15煤層大部分不可采，下部局部可采，為了回收己一西翼西部可采的己15煤，我們采用了己三采區(qū)第一個己15工作面己15-23020的巷道向上拐55°到西翼下部(巷道布置如圖1所示)。工作面采長200m，拐點以里煤炭儲量18.9萬t。該工作面地質(zhì)構(gòu)造簡單，煤層賦存穩(wěn)定，該面下覆已16-17，煤層已經(jīng)回采結(jié)束，為上行開采，且煤層間距較薄，因而工作面機風(fēng)兩巷及工作面頂板破碎，支護難度較大。工作面支架選擇ZY2600-1022型掩護式支架，

3、采煤機采用MG-132320-W型，運輸機選用SGZ-630264WS型封底式，轉(zhuǎn)載機選用一部橋式40T型轉(zhuǎn)載機。圖l巷道布置圖2 過拐角調(diào)斜確定旋轉(zhuǎn)角度較小應(yīng)考慮的因素 調(diào)斜的位置應(yīng)選擇在煤層穩(wěn)定、頂板中等穩(wěn)定以上，不受臨近工作面采動影響，地質(zhì)構(gòu)造少，無老巷的緩傾斜以下煤層中，以減少調(diào)斜的工藝難度。此外，設(shè)備的可靠性要強，進入調(diào)斜區(qū)域之前，對設(shè)備進行預(yù)檢，加強工作面技術(shù)管理，制定周密的調(diào)斜計劃。綜采工作面調(diào)斜的關(guān)鍵設(shè)備是液壓支架，支架的架型要適宜，可靠性要強，架間有一定的間隙，有良好的側(cè)向調(diào)節(jié)機構(gòu)。21調(diào)斜旋轉(zhuǎn)中心的確定 調(diào)斜旋轉(zhuǎn)中心分固定旋轉(zhuǎn)中心和不固定旋轉(zhuǎn)中心。固定旋轉(zhuǎn)中心分為實旋轉(zhuǎn)中心

4、和虛旋轉(zhuǎn)中心。實旋轉(zhuǎn)中心就是旋轉(zhuǎn)中心設(shè)在扇形塊段的頂端，即巷道轉(zhuǎn)折點處，在巷道內(nèi)能確切地測出其位置。虛旋轉(zhuǎn)中心即旋轉(zhuǎn)中心設(shè)在扇形塊段之外，只能用做圖法在圖紙上畫出其確切位置。211 旋轉(zhuǎn)角度較小時，應(yīng)考慮的因素 一般旋轉(zhuǎn)角度較小的，可以繞一個固定中心旋轉(zhuǎn)。主要考慮以下因素： (1)最好以工作面下機頭端為旋轉(zhuǎn)中心，旋轉(zhuǎn)上機頭，以保證旋轉(zhuǎn)期間工作面運輸機頭與順槽轉(zhuǎn)載機能正常搭接，運輸暢通。若以上機頭為旋轉(zhuǎn)中心時，應(yīng)采取措施，保證運輸正常。 (2)旋轉(zhuǎn)中心處的頂板要穩(wěn)定，無地質(zhì)構(gòu)造，不受周圍其它工作面的采動影響。 (3)旋轉(zhuǎn)中心位于工作面上端時，可以防止旋轉(zhuǎn)中心支架擠向中心，有利于從下端移輸送機，克

5、服輸送機下滑現(xiàn)象。212旋轉(zhuǎn)角度較大時，應(yīng)考慮的主要因素 過大拐角旋轉(zhuǎn)角度較大時，一般采用不固定旋轉(zhuǎn)中心。選擇不固定旋轉(zhuǎn)中心主要考慮以下因素： (1)旋轉(zhuǎn)中心附近工作面無推進度或推進度很小，但為了調(diào)向，必須原地反復(fù)支撐頂板，很容易使旋轉(zhuǎn)中心附近的頂板破碎、跨落。 (2)由于旋轉(zhuǎn)中心附近無推進度或推進度很小，旋轉(zhuǎn)中心容易出現(xiàn)支架下滑、上竄、擠架、散架現(xiàn)象，很難調(diào)整。 (3)根據(jù)頂板穩(wěn)定性，選擇旋轉(zhuǎn)中心形式。當在頂板穩(wěn)定、地質(zhì)條件好時，可選擇實旋轉(zhuǎn)中心，頂板經(jīng)得起支架原地反復(fù)支撐。 (4)若頂板經(jīng)不起支架原地反復(fù)支撐，則應(yīng)采用虛旋轉(zhuǎn)中心，使工作面距旋轉(zhuǎn)中心近的一端也有一定推進度，以便在推進中調(diào)整處

6、于不正常狀態(tài)的支架；或者采用非固定式旋轉(zhuǎn)中心，即將工作面的總旋轉(zhuǎn)角分為若干小角度，每個小角度設(shè)一個旋轉(zhuǎn)中心，以縮短旋轉(zhuǎn)中心在一處固定的時間，保持旋轉(zhuǎn)中心附近頂板完整性。3 工作面主要調(diào)斜參數(shù)的計算公式 (1)提前量T T=nfB(1) (2)每循環(huán)的割煤刀數(shù)m （2) (3)扇形塊段小端(靠近旋轉(zhuǎn)中心一端)與大端之間的推進度之比i （3） (4)每循環(huán)調(diào)斜或旋轉(zhuǎn)的角度(4) 式(1)、(2)、(3)、(4)中 n一調(diào)斜或旋轉(zhuǎn)一個扇形塊段所需的循環(huán)數(shù)，個； f一每循環(huán)割通刀數(shù)，一般f=13； B一每割一刀截深，m； L一工作面長度，m； W一輸送機合理彎曲長度，m； d1、d2一輸送機機頭、機尾

7、(包括過度槽)長度，m： g一采煤機機身長度，m； m一扇形大端進刀數(shù)。4 參數(shù)的確定與生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)注意的幾個方面 根據(jù)己15-23020綜采工作面拐角較大的實際情況，確定該工作面為虛旋轉(zhuǎn)中心，采煤機割煤時，無論是割通刀還是短刀，截深始終不變。運輸機可彎曲長度15m，每循環(huán)刀數(shù)11刀，即每循環(huán)割1個通刀、10個短刀，相鄰兩刀長度差15m，工作面兩端長度各為30m，以便于端頭作業(yè)。確定循環(huán)數(shù)16次，調(diào)斜提前量為16。在實際工作中主要做到以下幾點： (1)通過做圖法作出虛旋轉(zhuǎn)中心位置后，在上下順槽內(nèi)準確測出并標定各點，嚴格按照各點標定的進度調(diào)斜。 (2)為防止運輸機上竄，嚴格掌握推移與調(diào)直運輸機的順

8、序。 (3)除割通刀外，支架的移架方向保持不變，一組通刀短刀割完之后，將輸送機沿全工作面調(diào)直，并割齊煤壁，將全工作面的支架排成直線，并且垂直于煤壁，為下一循環(huán)打好基礎(chǔ)。 (4)由于大端為機巷，因此工作面輸送機與機巷轉(zhuǎn)載機搭接處經(jīng)常變動，難于保證搭接要求，易造成運輸困難，首先我們在拐角處掘了一條90m長的補機巷(見圖2所示)，接著在每循環(huán)過完后對下機頭進行接掐運輸機槽子，調(diào)斜完畢共掐接運輸機各8次，確保了機巷運輸正常。 圖2補機巷位置示意圖(5)由于上機頭旋轉(zhuǎn)中心推進度很小，必須原地反復(fù)支撐頂板，端頭段頂板破碎，易抽條掉頂，在上機頭處打木垛加強支護，確保了頂板安全。5 實施效果及結(jié)論51實施效果

9、通過在頂板破碎情況下對綜采大拐角旋轉(zhuǎn)開采的探索與實踐，根據(jù)工作面的具體情況，分析了工作面過大拐角時應(yīng)考慮的因素和工藝，掌握了綜采工作面過大拐角開采的技術(shù)，成功回采出已15煤15萬t，月均5萬t以上，既保證了安全生產(chǎn)，又取得了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。52結(jié)論 (1)綜采工作面以風(fēng)巷上段為旋轉(zhuǎn)中心過大拐角旋轉(zhuǎn)開采是可行的，可以實現(xiàn)安全、穩(wěn)定高效的開采。 (2)在頂板較破碎的條件下，過大拐角旋轉(zhuǎn)開采，應(yīng)采用虛擬旋轉(zhuǎn)中心或加大甩斜提前量，增大旋轉(zhuǎn)半徑，同時重點加強工作面直線段的管理，及時調(diào)整支架，加強頂板動態(tài)監(jiān)測，確保支架初撐力是管理重點。 (3)從工作面上段(風(fēng)巷外)為旋轉(zhuǎn)中心的過大拐角開采應(yīng)根據(jù)

10、工作面布置支架數(shù)量，在保證過拐角期間不擴幫或少擴幫，運輸機最少的延長和縮短量及最少的掐接次數(shù)的前提下，提前設(shè)計折線拐角巷道，以避免生產(chǎn)過程中開掘補機巷。(4)綜采過大拐角開采要實現(xiàn)正規(guī)循環(huán)和安全高效，必須合理確定甩斜比例和周期。郭金明，男，1956年7月，河南周口Research and Practice on How to Deal with the Extra Turn in Digging Coal by Comprehensive Machine GUO Jin-ming1 ZHANG Zhong-chun2(Pingdingshan Industrial College of Tec

11、hnology The 4th Coal Mine of Pingdingshan Coal Industry Group, Pingdingshan, Henan, 467000)Abstract: The complex geological construction causes great difficulties in mechanical diggings. The article, through analyzing the factors that affect the mechanical diggings in extra turn, lists the methods as well as the management measures on the spot. The practice demonstrates the availability of mechanical diggings in extra turn, guarantees the progre