急倾斜综采工作面斜长变化分析和对策
2014-09-29梁飞卓军
梁飞+卓军
摘 要：在综采工作面向前推进的过程中经常会遇到工作面缩短或增长的现象，文章通过现场开采实践对综采工作面斜长变化的原因及危害进行了总结分析，并提出相应的解决办法，对类似综采工作面有一定借鉴作用。
关键词：综采工作面；倾角；原因；工作面斜长
急倾斜综采工作面在回采过程中，经常会出现工作面斜长增长或缩短的现象。工作面斜长增长，造成割煤机不能割穿上出口，工作面两端头空间加大，需增加支架、延长刮板输送机或增加临时支护，加强顶板管理；工作面斜长缩短，造成工作面端头出口不畅、支架相互挤咬，需减少支架、缩短输送机或人工扩帮增加上下两巷宽度。这些问题的出现，影响了综采工作面的安全生产，造成工作面停产，影响工作面月产量。由于增加或减少支架工程量较大，需停止工作面生产进行支架增减，这样无疑影响了工作面的产量，同时存在需增加临时支护，加大人、财、物投入，增大安全管理的难度。但从当前的形势来看，未来的煤矿发展发展方向是大型化、机械化发展方向，所以我们要找出综采工作面斜长变化的原因以便于更好的解决未来的综采工作面因斜长变化而给生产带来的麻烦。
1 急倾斜综采面斜长变化分析
1.1 回采巷道布置方式对工作面斜长影响分析
目前走向长壁采煤工作面的进风巷和回风巷的掘进方式有两种一种是沿中线，顺着顶板走（图1），它的的特点是巷道直无转弯，利于皮带运输机和刮板输送机的安装，减少转载环节，缺点是在掘进过程中会随着煤层的倾角增大而起坡，随着煤层倾角的变小而下落，使巷道成高低起伏状，从而造成巷道积水，增设排水设施，排水困难，形成多级提升，给运输和机电管理带来困难，在风巷运输支架的时候带来较大的安全隐患。另一种是沿腰线掘进（图2），巷道高程稳定，无起坡、下落现象。但是会随着煤层倾角的变化有转弯现象，在安装连续化运输设备时常常采取刷帮的方式进行调直处理。
图1 巷道沿中线布置引起斜长变化
图2 巷道沿腰线布置引起斜长变化
1.2 煤层赋存变化对工作面斜长影响分析
煤层倾角的变化是引起采煤工作面斜长变化的主要原因，经过长期的实践经验分析得出还有以下几点原因：
1.2.1 当煤层出现褶曲构造，工作面沿倾斜方向上有起伏时，工作面斜长会发生变化，如图3所示：
1.2.2 在工作面遇到陷落柱和断层时会引起工作面斜长发生变化，如图4、5所示。
图4 工作面遇陷落柱斜长变化 图5 工作面遇断层斜长变化
1.3 人为因素对工作面斜长影响分析
1.3.1 在回采的过程中进风巷和回风巷的推进度不一致，一巷超前于另一巷导致工作面斜长变长，如图6所示。
1.3.2 测量误差、工作面平直度不一致等人为因素可能导致工作面斜长发生变化。
2 工作面斜长变化对策
2.1 准确计算工作面斜长变化差
在工作面回采过程中计算工作面变化差对工作面安全快速推进非常重要，准确的测算出工作面前方斜长变化差，可以为工作面回采留足准备时间。在回采过程中随着工作面向前推进，斜长发生变化的原因是复杂多变的，有时是一种原因造成了工作面斜长变化，而有时是两种或两种以上原因引起了工作面斜长发生变化。如果是因为巷道布置方式、断层、陷落柱等单方面因素引起工作面斜长变化，可以详细收集工作面两巷高程、煤层产状等参数根据正余玄和勾股定理进行计算；如果是褶曲构造或多因素引起工作面斜长变化，那么就很难准确计算工作面斜长变化了，需要根据数据资料变化趋势进行预测或建立模型进行测算。
2.2 现场实践对策
2.2.1 在工作面回采之前，就利用采掘工作面平面图，根据全区走向变化情况和工作面地质情况，推算出全区工作面倾斜斜长变化情况，做好切眼的设计，在切眼内安装好合理数量的支架。
2.2.2 掘进时要严格中、腰线管理，提高测量精度，将中线偏差影响降到最小程度。
2.2.3 为了减小工作面斜长变化，在开采时应根据现场实际，调整好工作面机头、机尾的推进度，工作面伪斜开采来调整斜长变化，尽量避免增加、减少支架的频度，保证正常生产。
2.2.4 收集工作面回风巷和运输巷每日推进度，结合采掘工程平面图利用专业软件，根据前方的地质变化和两巷当前的推进速度和采掘工程平面图来预测工作面前方斜长的变化。以调整工作面推进角度或增、减支架做好前期准备工作。
2.2.5 如果遇测到工作面前方地质变化非常复杂的，就必须利用钻探技术收集工作面前方地质资料，并利用专业技术软件绘制工作面构造图，以精确算出工作面的精确斜长。
3 实例应用分析
绿水洞煤矿3111工作面位于+350m水平东翼311采区北部，龙王洞背斜东翼，为一单斜构造区域。工作面采用走向长壁后退式综采工艺。工作面机、风巷平均走向长788m，切眼倾斜长约110m，工作面液压支架宽1.5m，共计安装73架。工作面机巷标高+471.8--+473.6m，风巷标高+538.1——+540.6m，工作面展布如图7所示。
根据图7和工作面地质情况分析得出切眼AB两点向前推进时，进风巷高程发生变化的最大点为11140点，高程由+473.6m变化到了+472.0m使得工作面斜长增长；同理，回风巷高程发生变化的最大点为11105点高程由+538.1m变化到了+542.2m使得工作面斜长增长。在工作面斜长变化较小的情况下，可以通过改变进风巷和回风巷的推进度进行调整工作面仰斜或俯斜角来适应工作面斜长变化。在CD、EF两点斜长变化相对较大，回采前可根据勾股定理计算出CD、EF的斜长与切眼斜长的变化差分别为2.09m和3.41m。因此，工作面回采到CD位置就可以增加两架支架使风巷超前于机巷18.61m开采，已便于在EF位置就不在增加支架，减少工程量和增加单月出煤产量。以适宜工作面长度继续开采至收尾。
4 结束语
通过对工作面斜长变化原因的分析总结，可以在设计切眼长度和方位时综合考虑各种因素，以适宜工作面斜长在回采工程中发生的变化，保证工作面顺利回采。在回采过程中，工作面斜长发生变化是受多方面因素影响的，在实践中准确控制是很困难的，因此要在技术和管理方面有充分的准备，要通过合理有序地控制， 找准影响因素， 做好超前预控， 把这种误差降到最低，从而实现工作面安全、高效生产。
参考文献
[1]陈炎光，陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].中国矿业大学出版社，1994.
[2]曹允伟，郭奉贤，等.煤矿开采方法[M].北京：煤炭工业出版社，2005.
[3]张荣立.采矿工程设计手册[M].北京：煤炭工业出版社，2003.
[4]张国良.矿山测量学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.
作者简介：梁飞（1989-），男，重庆人，采矿技术员，现从事煤矿采掘技术管理工作。endprint
摘 要：在综采工作面向前推进的过程中经常会遇到工作面缩短或增长的现象，文章通过现场开采实践对综采工作面斜长变化的原因及危害进行了总结分析，并提出相应的解决办法，对类似综采工作面有一定借鉴作用。
关键词：综采工作面；倾角；原因；工作面斜长
急倾斜综采工作面在回采过程中，经常会出现工作面斜长增长或缩短的现象。工作面斜长增长，造成割煤机不能割穿上出口，工作面两端头空间加大，需增加支架、延长刮板输送机或增加临时支护，加强顶板管理；工作面斜长缩短，造成工作面端头出口不畅、支架相互挤咬，需减少支架、缩短输送机或人工扩帮增加上下两巷宽度。这些问题的出现，影响了综采工作面的安全生产，造成工作面停产，影响工作面月产量。由于增加或减少支架工程量较大，需停止工作面生产进行支架增减，这样无疑影响了工作面的产量，同时存在需增加临时支护，加大人、财、物投入，增大安全管理的难度。但从当前的形势来看，未来的煤矿发展发展方向是大型化、机械化发展方向，所以我们要找出综采工作面斜长变化的原因以便于更好的解决未来的综采工作面因斜长变化而给生产带来的麻烦。
1 急倾斜综采面斜长变化分析
1.1 回采巷道布置方式对工作面斜长影响分析
目前走向长壁采煤工作面的进风巷和回风巷的掘进方式有两种一种是沿中线，顺着顶板走（图1），它的的特点是巷道直无转弯，利于皮带运输机和刮板输送机的安装，减少转载环节，缺点是在掘进过程中会随着煤层的倾角增大而起坡，随着煤层倾角的变小而下落，使巷道成高低起伏状，从而造成巷道积水，增设排水设施，排水困难，形成多级提升，给运输和机电管理带来困难，在风巷运输支架的时候带来较大的安全隐患。另一种是沿腰线掘进（图2），巷道高程稳定，无起坡、下落现象。但是会随着煤层倾角的变化有转弯现象，在安装连续化运输设备时常常采取刷帮的方式进行调直处理。
图1 巷道沿中线布置引起斜长变化
图2 巷道沿腰线布置引起斜长变化
1.2 煤层赋存变化对工作面斜长影响分析
煤层倾角的变化是引起采煤工作面斜长变化的主要原因，经过长期的实践经验分析得出还有以下几点原因：
1.2.1 当煤层出现褶曲构造，工作面沿倾斜方向上有起伏时，工作面斜长会发生变化，如图3所示：
1.2.2 在工作面遇到陷落柱和断层时会引起工作面斜长发生变化，如图4、5所示。
图4 工作面遇陷落柱斜长变化 图5 工作面遇断层斜长变化
1.3 人为因素对工作面斜长影响分析
1.3.1 在回采的过程中进风巷和回风巷的推进度不一致，一巷超前于另一巷导致工作面斜长变长，如图6所示。
1.3.2 测量误差、工作面平直度不一致等人为因素可能导致工作面斜长发生变化。
2 工作面斜长变化对策
2.1 准确计算工作面斜长变化差
在工作面回采过程中计算工作面变化差对工作面安全快速推进非常重要，准确的测算出工作面前方斜长变化差，可以为工作面回采留足准备时间。在回采过程中随着工作面向前推进，斜长发生变化的原因是复杂多变的，有时是一种原因造成了工作面斜长变化，而有时是两种或两种以上原因引起了工作面斜长发生变化。如果是因为巷道布置方式、断层、陷落柱等单方面因素引起工作面斜长变化，可以详细收集工作面两巷高程、煤层产状等参数根据正余玄和勾股定理进行计算；如果是褶曲构造或多因素引起工作面斜长变化，那么就很难准确计算工作面斜长变化了，需要根据数据资料变化趋势进行预测或建立模型进行测算。
2.2 现场实践对策
2.2.1 在工作面回采之前，就利用采掘工作面平面图，根据全区走向变化情况和工作面地质情况，推算出全区工作面倾斜斜长变化情况，做好切眼的设计，在切眼内安装好合理数量的支架。
2.2.2 掘进时要严格中、腰线管理，提高测量精度，将中线偏差影响降到最小程度。
2.2.3 为了减小工作面斜长变化，在开采时应根据现场实际，调整好工作面机头、机尾的推进度，工作面伪斜开采来调整斜长变化，尽量避免增加、减少支架的频度，保证正常生产。
2.2.4 收集工作面回风巷和运输巷每日推进度，结合采掘工程平面图利用专业软件，根据前方的地质变化和两巷当前的推进速度和采掘工程平面图来预测工作面前方斜长的变化。以调整工作面推进角度或增、减支架做好前期准备工作。
2.2.5 如果遇测到工作面前方地质变化非常复杂的，就必须利用钻探技术收集工作面前方地质资料，并利用专业技术软件绘制工作面构造图，以精确算出工作面的精确斜长。
3 实例应用分析
绿水洞煤矿3111工作面位于+350m水平东翼311采区北部，龙王洞背斜东翼，为一单斜构造区域。工作面采用走向长壁后退式综采工艺。工作面机、风巷平均走向长788m，切眼倾斜长约110m，工作面液压支架宽1.5m，共计安装73架。工作面机巷标高+471.8--+473.6m，风巷标高+538.1——+540.6m，工作面展布如图7所示。
根据图7和工作面地质情况分析得出切眼AB两点向前推进时，进风巷高程发生变化的最大点为11140点，高程由+473.6m变化到了+472.0m使得工作面斜长增长；同理，回风巷高程发生变化的最大点为11105点高程由+538.1m变化到了+542.2m使得工作面斜长增长。在工作面斜长变化较小的情况下，可以通过改变进风巷和回风巷的推进度进行调整工作面仰斜或俯斜角来适应工作面斜长变化。在CD、EF两点斜长变化相对较大，回采前可根据勾股定理计算出CD、EF的斜长与切眼斜长的变化差分别为2.09m和3.41m。因此，工作面回采到CD位置就可以增加两架支架使风巷超前于机巷18.61m开采，已便于在EF位置就不在增加支架，减少工程量和增加单月出煤产量。以适宜工作面长度继续开采至收尾。
4 结束语
通过对工作面斜长变化原因的分析总结，可以在设计切眼长度和方位时综合考虑各种因素，以适宜工作面斜长在回采工程中发生的变化，保证工作面顺利回采。在回采过程中，工作面斜长发生变化是受多方面因素影响的，在实践中准确控制是很困难的，因此要在技术和管理方面有充分的准备，要通过合理有序地控制， 找准影响因素， 做好超前预控， 把这种误差降到最低，从而实现工作面安全、高效生产。
参考文献
[1]陈炎光，陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].中国矿业大学出版社，1994.
[2]曹允伟，郭奉贤，等.煤矿开采方法[M].北京：煤炭工业出版社，2005.
[3]张荣立.采矿工程设计手册[M].北京：煤炭工业出版社，2003.
[4]张国良.矿山测量学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.
作者简介：梁飞（1989-），男，重庆人，采矿技术员，现从事煤矿采掘技术管理工作。endprint
摘 要：在综采工作面向前推进的过程中经常会遇到工作面缩短或增长的现象，文章通过现场开采实践对综采工作面斜长变化的原因及危害进行了总结分析，并提出相应的解决办法，对类似综采工作面有一定借鉴作用。
关键词：综采工作面；倾角；原因；工作面斜长
急倾斜综采工作面在回采过程中，经常会出现工作面斜长增长或缩短的现象。工作面斜长增长，造成割煤机不能割穿上出口，工作面两端头空间加大，需增加支架、延长刮板输送机或增加临时支护，加强顶板管理；工作面斜长缩短，造成工作面端头出口不畅、支架相互挤咬，需减少支架、缩短输送机或人工扩帮增加上下两巷宽度。这些问题的出现，影响了综采工作面的安全生产，造成工作面停产，影响工作面月产量。由于增加或减少支架工程量较大，需停止工作面生产进行支架增减，这样无疑影响了工作面的产量，同时存在需增加临时支护，加大人、财、物投入，增大安全管理的难度。但从当前的形势来看，未来的煤矿发展发展方向是大型化、机械化发展方向，所以我们要找出综采工作面斜长变化的原因以便于更好的解决未来的综采工作面因斜长变化而给生产带来的麻烦。
1 急倾斜综采面斜长变化分析
1.1 回采巷道布置方式对工作面斜长影响分析
目前走向长壁采煤工作面的进风巷和回风巷的掘进方式有两种一种是沿中线，顺着顶板走（图1），它的的特点是巷道直无转弯，利于皮带运输机和刮板输送机的安装，减少转载环节，缺点是在掘进过程中会随着煤层的倾角增大而起坡，随着煤层倾角的变小而下落，使巷道成高低起伏状，从而造成巷道积水，增设排水设施，排水困难，形成多级提升，给运输和机电管理带来困难，在风巷运输支架的时候带来较大的安全隐患。另一种是沿腰线掘进（图2），巷道高程稳定，无起坡、下落现象。但是会随着煤层倾角的变化有转弯现象，在安装连续化运输设备时常常采取刷帮的方式进行调直处理。
图1 巷道沿中线布置引起斜长变化
图2 巷道沿腰线布置引起斜长变化
1.2 煤层赋存变化对工作面斜长影响分析
煤层倾角的变化是引起采煤工作面斜长变化的主要原因，经过长期的实践经验分析得出还有以下几点原因：
1.2.1 当煤层出现褶曲构造，工作面沿倾斜方向上有起伏时，工作面斜长会发生变化，如图3所示：
1.2.2 在工作面遇到陷落柱和断层时会引起工作面斜长发生变化，如图4、5所示。
图4 工作面遇陷落柱斜长变化 图5 工作面遇断层斜长变化
1.3 人为因素对工作面斜长影响分析
1.3.1 在回采的过程中进风巷和回风巷的推进度不一致，一巷超前于另一巷导致工作面斜长变长，如图6所示。
1.3.2 测量误差、工作面平直度不一致等人为因素可能导致工作面斜长发生变化。
2 工作面斜长变化对策
2.1 准确计算工作面斜长变化差
在工作面回采过程中计算工作面变化差对工作面安全快速推进非常重要，准确的测算出工作面前方斜长变化差，可以为工作面回采留足准备时间。在回采过程中随着工作面向前推进，斜长发生变化的原因是复杂多变的，有时是一种原因造成了工作面斜长变化，而有时是两种或两种以上原因引起了工作面斜长发生变化。如果是因为巷道布置方式、断层、陷落柱等单方面因素引起工作面斜长变化，可以详细收集工作面两巷高程、煤层产状等参数根据正余玄和勾股定理进行计算；如果是褶曲构造或多因素引起工作面斜长变化，那么就很难准确计算工作面斜长变化了，需要根据数据资料变化趋势进行预测或建立模型进行测算。
2.2 现场实践对策
2.2.1 在工作面回采之前，就利用采掘工作面平面图，根据全区走向变化情况和工作面地质情况，推算出全区工作面倾斜斜长变化情况，做好切眼的设计，在切眼内安装好合理数量的支架。
2.2.2 掘进时要严格中、腰线管理，提高测量精度，将中线偏差影响降到最小程度。
2.2.3 为了减小工作面斜长变化，在开采时应根据现场实际，调整好工作面机头、机尾的推进度，工作面伪斜开采来调整斜长变化，尽量避免增加、减少支架的频度，保证正常生产。
2.2.4 收集工作面回风巷和运输巷每日推进度，结合采掘工程平面图利用专业软件，根据前方的地质变化和两巷当前的推进速度和采掘工程平面图来预测工作面前方斜长的变化。以调整工作面推进角度或增、减支架做好前期准备工作。
2.2.5 如果遇测到工作面前方地质变化非常复杂的，就必须利用钻探技术收集工作面前方地质资料，并利用专业技术软件绘制工作面构造图，以精确算出工作面的精确斜长。
3 实例应用分析
绿水洞煤矿3111工作面位于+350m水平东翼311采区北部，龙王洞背斜东翼，为一单斜构造区域。工作面采用走向长壁后退式综采工艺。工作面机、风巷平均走向长788m，切眼倾斜长约110m，工作面液压支架宽1.5m，共计安装73架。工作面机巷标高+471.8--+473.6m，风巷标高+538.1——+540.6m，工作面展布如图7所示。
根据图7和工作面地质情况分析得出切眼AB两点向前推进时，进风巷高程发生变化的最大点为11140点，高程由+473.6m变化到了+472.0m使得工作面斜长增长；同理，回风巷高程发生变化的最大点为11105点高程由+538.1m变化到了+542.2m使得工作面斜长增长。在工作面斜长变化较小的情况下，可以通过改变进风巷和回风巷的推进度进行调整工作面仰斜或俯斜角来适应工作面斜长变化。在CD、EF两点斜长变化相对较大，回采前可根据勾股定理计算出CD、EF的斜长与切眼斜长的变化差分别为2.09m和3.41m。因此，工作面回采到CD位置就可以增加两架支架使风巷超前于机巷18.61m开采，已便于在EF位置就不在增加支架，减少工程量和增加单月出煤产量。以适宜工作面长度继续开采至收尾。
4 结束语
通过对工作面斜长变化原因的分析总结，可以在设计切眼长度和方位时综合考虑各种因素，以适宜工作面斜长在回采工程中发生的变化，保证工作面顺利回采。在回采过程中，工作面斜长发生变化是受多方面因素影响的，在实践中准确控制是很困难的，因此要在技术和管理方面有充分的准备，要通过合理有序地控制， 找准影响因素， 做好超前预控， 把这种误差降到最低，从而实现工作面安全、高效生产。
参考文献
[1]陈炎光，陆士良.中国煤矿巷道围岩控制[M].中国矿业大学出版社，1994.
[2]曹允伟，郭奉贤，等.煤矿开采方法[M].北京：煤炭工业出版社，2005.
[3]张荣立.采矿工程设计手册[M].北京：煤炭工业出版社，2003.
[4]张国良.矿山测量学[M].徐州：中国矿业大学出版社，2001.
作者简介：梁飞（1989-），男，重庆人，采矿技术员，现从事煤矿采掘技术管理工作。endprint
