赵楼煤矿综放工作面初采调面工艺探讨

孙雪峰 徐守朝

(兖煤菏泽能化公司赵楼煤矿,山东省菏泽市,274705)

赵楼煤矿综放工作面初采调面工艺探讨

孙雪峰 徐守朝

(兖煤菏泽能化公司赵楼煤矿,山东省菏泽市,274705)

针对赵楼煤矿5301综放工作面两巷道与切眼不垂直、高差大、工作面伪倾角大的不利条件,采取了工作面调面开采技术方案,介绍了工作面调面方法和工艺。实践表明,调面工艺的顺利实施累计多回收三角煤4万t,为赵楼矿井同类型条件下回收三角煤提供了宝贵经验。

综放工作面 工作面初采 调面开采 赵楼煤矿

一般来说,综采工作面布置要求两条巷道基本平行且与工作面垂直,有足够的推进长度,才能取得较好的经济效益。但煤层的赋存条件有时不是很理想,受断层切割以及采煤工艺的改变的影响,会出现大量三角煤。为最大限度地回收煤炭资源,针对三角煤开采,多采用调面开采工艺,即工作面在推进过程中,推进方向作一定角度的旋转,以保证工作面的推进长度,减少搬家次数。

1 工作面概况

5301综放工作面是赵楼煤矿五采区首采工作面,工作面采用走向长壁开采方法。工作面切眼面长202.76 m,煤层平均倾角为6°。受断层影响,切眼与工作面两巷道不能垂直布置,切眼处轨道巷超前运输巷49.5 m,运输巷高于轨道巷22 m,切眼与运输巷夹角76°。5301综放工作面配套设备见表1。

表1 5301综放工作面配套设备

2 工作面初采调面方案

2.1 存在问题

在工作面回采前准确掌握数据,分析赵楼煤矿5301综放工作面回采前存在的问题:

(1)工作面切眼平面示意图见图1,运输巷高于轨道巷22 m,轨道巷侧超前运输巷侧49.5 m,切眼与两巷道不是垂直布置,切眼与运输巷夹角76°,根据经验数据,需在运输巷侧多推进50排左右。

图1 工作面切眼平面示意图

(2)初采调面过程中,工作面长度逐渐缩短,至工作面与两巷垂直时,其长度为196.7 m,工作面长度最大缩短距离6.07 m,需要有序组织工作面支架撤离及加强顶板支护。

(3)调面期间工作面面长变化差距大,刮板输送机下滑严重,必须采取一系列措施以确保刮板输送机下滑幅度在可控范围内。调面后斜长变化较大,机头维护是难点。

2.2 确定调面方案

考虑到该工作面支架与刮板输送机在调面过程中角度的变化,初采时需旋转工作面,结合本矿1303和11302综放工作面初采调面经验,确定5301综放工作面旋转开采方案如下:

(1)大范围多进机头调面至两巷平齐,两巷道垂直工作面。受该工作面支架布置和运输机长度较长以及工作面底板不平等因素影响,采用多进机头、不进或少进机尾方式调斜工作面,即工作面机尾不动或少动,自机头逐段割煤、移溜、支柱、回柱、改顶梁,然后再割煤,等距离逐段向上延长至机尾,最后将工作面煤壁找直。

为避免挤架、咬架现象出现,根据工作面情况设置三个循环如下:

第一个循环按12∶1比例调面,即运输巷侧推进12排机头,轨道巷侧割通1排机尾。工作面设拐点割煤,即对应1＃～40＃支架、1＃～70＃支架、1＃～100＃支架、1＃～131＃支架割煤,连续3个循环后推进一排机尾。

第二个循环按10∶1比例调面,即运输巷侧推进10排机头,轨道巷侧割通1排机尾。连续2个循环。

第三个循环按6∶1比例调面,即运输巷侧推进6排机头,轨道巷侧割通1排机尾。连续调面6个循环后,两巷平齐。

(2)平推工作面至前部刮板输送机机头架外侧与机头巷道中线顺齐,此时卸载宽度达到适宜状态。工作面调平后,由于两巷高度差较大,平推工作面期间刮板输送机将持续上窜。

(3)多进机尾调面至轨道巷侧进尺超前运输巷侧7～11 m左右按照两尾一头割煤组织生产,直至轨道巷侧进尺超前运输巷侧9 m左右。

(4)平推工作面,每班观察工作面刮板输送机上窜下滑状态。工作面正常推进期间,刮板输送机与转载机搭接状态及支架与前部刮板输送机角度基本稳定,5301综放工作面初采调面取得预期效果。

3 调面过程控制分析

5301综放工作面初采调面在两巷高度差大、工作面切眼伪倾角大的不利条件下取得了较理想的效果。

(1)根据工作面切眼情况,尊重现场实际,在初采调面过程中做到严格要求,统一指挥,保证了初采调面方案的贯彻实施。工作面切眼设备安装如图2所示。

(2)提前掌握工作面切眼基本数据,计算调面数据,制定方案确保运输巷侧刮板输送机头人行道出口安全。实践证明,工作面实际调面数据与技术分析的理论值基本一致,本次初采调面为5301工作面中后期调面以及其他类似工作面调面打下了良好的理论基础。

(3)严格控制工作面工程质量,调斜效果的优劣,在很大程度上依赖于能否严格按照调面设计方案实施调斜割煤,随时掌握前后部刮板输送机卸载宽度、高度,支架与刮板输送机的夹角,推移框架的摆向,前部刮板输送机机头至巷道中线的距离等数据,以便更好地指导生产,使初采调面工作顺利进行。

(4)工作面切眼设备安装时,支架基本平行于两巷道。调面期间没有发生支架的挤架咬架事故,为本次顺利初采调面成功奠定了基础。

图2 工作面切眼设备安装示意图

4 初采调面的经验

(1)调面过程中会出现刮板输送机下滑,必须往巷道外侧移动转载机以保证机头卸载宽度,为避免出现刮板输送机外侧无安全出口,生产过程中需要提前在运输巷煤柱侧扩帮。设备安装前,工作面切眼和两巷道做适当改造。

由于切眼设备安装时,切眼长度为202.76 m,大于设备的安装长度,在生产初期调面过程中,采煤机无法割通机头和机尾处的煤壁;随着工作面推进,工作面长度逐渐变短,刮板输送机机头侧相对变长,刮板输送机机头人行道安全出口变小,为避免初采调面期间刮板输送机两端头过长或过短影响生产,运输巷前20 m在回采一侧扩帮1 m左右,收尺点30～50 m范围内在煤柱一侧扩帮1 m左右。同时轨道巷前20 m回采一侧扩帮1 m左右,工作面设备安装前两溜槽扩帮改造见图3。

图3 工作面设备安装前两溜槽扩帮改造示意图

(2)由于工作面运输巷高于轨道巷以及调斜时的下滑影响,切眼布置时机头1＃支架距离煤壁较远,会产生7.2 m的空顶高度,初采期间不利于巷道维护,给机头端支护带来极大的困难。针对现场出现的问题,制定以下措施:

前部刮板输送机加溜槽后,安装时1＃～5＃支架之间要留出三个支架宽度的空间,并将三个支架空间分布于1＃～5＃支架之间,最大程度避免端头大面积空顶带来的弊端,同时避免了在机头端新加支架带来的运输、安装环节,大大减少了工作量,并且会更有利于架侧顶板维护。

(3)初采调面期间,由于机尾段推进速度较缓慢,导致机尾段顶板压力集中,造成轨道巷端头3组支架上方顶煤冒落,机尾段推进困难,进而影响工作面推进速度。应加强机尾段顶板管理,确保支架初撑力。可采用其他顶板支护手段管理顶板,确保顶板质量,防止顶煤冒落,如采取喷注加固顶板的化学材料等其他维护顶板方案措施。

5 结论

(1)本次初采调面的顺利实施累计多回收三角煤4万t,多创造经济效益2000万元(吨煤单价按500元/t计算)。

(2)本次初采调面取得了较好的预期效果,为同类型工作面调面提供了宝贵的经验,具有极强的借鉴意义。

[1] 陈勇,王红胜.旋转开采技术在上行开采不规则薄煤层综采面的实践[J].中国煤炭,2009(10)

[2] 王延飞,杨智.大倾角综放工作面调斜旋转开采技术的应用[J].中国煤炭,2008(12)

[3] 姜文杰,闫显运,徐守朝.113_下03综放工作面安全高效旋转开采技术[J].中国煤炭,2007(5)

[4] 陆伟,杨科,杨晓杰.大倾角三软厚煤层综采工作面旋转开采技术[J].煤炭科学技术,2014(7)

[5] 刘日成,李金海,徐春超.不规则综采工作面旋转开采实践[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2012(5)

(责任编辑 郭东芝)

Discussion on mining face adjustment technology during primary mining in fully mechanized caving face in Zhaolou Coal Mine

Sun Xuefeng,Xu Shouchao
(Zhaolou Coal Mine,Heze Energy Chemical Industry Co.,Ltd.,Yanzhou Coal Mining Co.,Ltd., Heze,Shandong 274705,China)

In the No.5301 fully mechanized caving face of Zhaolou Coal Mine,the cutting hole is not vertical,and the altitude difference between two roadways is large,and the false inclination angle of working face is large.Aiming at these adverse conditions,the technical solution of face adjustment was adopted,and the methods and processes of face adjustment were introduced.The results showed that the successful implement of face adjustment technology mined more 40 thousand ton triangle coal,which provided valuable experience to triangle coal mining under similar conditions in Zhaolou Coal Mine.

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TD823

A

孙雪峰(1976－),男,山东滕州人,本科学历,现任赵楼煤矿综采一区区长,从事煤矿开采工作。