综放工作面末采三角煤调斜旋转回采工艺的研究与应用

王富平

摘 要：为最大程度减少041604综放工作面回采末期剩余三角煤丢失，避免造成资源浪费，采取调斜旋转回采工艺既能安全快速采出剩余三角煤量提高工作面回采率，又可以有效的节约煤炭资源，同时也增加了矿井的经济效益，调斜旋转回采工艺通过在041604综放工作面成功应用，为以后工作面回采积累了三角煤回采经验，提高工作面服务年限，也保证了矿井采掘接续正常。

关键词：综放工作面;三角煤;调斜旋转回采工艺

中图分类号： TD750              文献标识码： A            文章编号： 1673-1069（2017）01-161-2

1  概述

高产高效工作面是现代化矿井生产发展的根本目标，在生产技术不断变革的今天，积极采用新技术、新工艺提高煤炭资源回采率，才能有效的提高矿井的综合单产和原煤工效，才能达到高产高效矿井的标准。所以通过在现场生产工作中的实践，发现三角煤的回采问题是制约煤矿达到高产高效目标的生产问题之一，且资源浪费较严重，为解决以往三角回收难的问题，经过研究与实践，调斜旋转回采工艺可以有效解决三角煤的回收，所以总结其成功的技术和经验，对未来综采工作面的回采具有重要的指导意义。

2  工作面概况

该煤矿是一座年产量300万吨的中型矿井，矿井采用斜井片盘式开拓方式，其041604综放工作面位于采区的北部。回采煤层埋深小于200m，煤层平均厚度为8m，煤层倾角7-16°，采用走向长壁低位放顶煤综合机械化采煤方法，机采高度2.7m，放顶煤高度5.3m。工作面倾斜长度300 m。由于受地质条件的限制041604工作面运输顺槽、回风顺槽布置时与下山巷道存在120°的钝角夹角。如果工作面按照机头、机尾正常沿走向方向推进的方式，将会造成工作面运输顺槽推进到停采线位置时，回风顺槽距停采线还有140m的推进距离，形成的三角煤区域无法回采，造成资源浪费严重，缩短工作面回采时间，使矿井出现采掘接续紧张的局面，鉴于以上原因，设计采用调斜旋转回采工艺回采工作面机尾三角煤，提高矿井资源回收率，增加矿井经济效益。

3  按照工作面机头、机尾正常推进的方式出现的问题

3.1 资源浪费严重

如果工作面按原定推进速度每日割两刀煤（共计1.2m、0.6m/刀），按照工作面机头机尾正常推进的方式，工作面运输巷机头到达停采线位置时，回风巷机尾距离停采线将剩余140m的煤柱不能回采。工作面共剩余面积3.94万平方米，剩余45.8万吨煤量。采用调斜旋转回采工艺时，根据工作面现场实测，工作面上下巷位置为运输巷剩余40m，机头超前机尾45m。如图1所示。

3.2 矿井采掘接续紧张

由于041603接续工作面在探放水过程中影响了掘进速度及工作面安装时间，如果041604回采工作面按照正常沿走向方向推进回采完毕后，将造成矿井两个月停产期，无法完成生产任务，造成接续紧张局面。

4   调整回采工艺，解决突出问题

4.1 调整工作面推进速度，采用调斜旋转回采工艺

为了解决出现的问题，通过技术分析、论证，经济效益比较，制定了专项回采设计及安全技术措施，设计采用了调斜旋转回采工艺进行回采剩余三角煤，加快工作面机尾推进速度，减慢机头推进速度，从而实现工作面机尾三角煤的回收。

4.2 具体调整参数

所有调整数据以041604工作面运输巷剩余长度为标准，减慢机头推进速度，以最快速度缩短机头超前机尾长度。

4.2.1  缩短机头超前机尾距离步骤

第一步：最快速度实现机头与机尾出现垂直，从第一日起开始调整工作面，工作面采煤机推进四次机尾，推进一次机头即（机尾推进2.4m、机头推进0.6m）;第二日工作面采煤机推进四次机尾，不过机头即（机尾推进2.4m、机头推进0）;第三日采煤机推进四次机尾，推进一次机头即（机尾推进2.4m、机头推进0.6m）;第四日工作面采煤机推进两次机头两次机尾即（机尾推进1.2m、机头推进1.2m）。4天后机尾比机头多推进6.0m。依照以上规律确定4天为一个调整循环， 7个调整循环后工作面机头与机尾垂直，7个调整循环以后，机尾推进60m，机头推进15m。第二步： 工作面继续保持第一步的推进速度出现机尾倒超前机头现象，并要加大超前距离。工作面再推进7个调整循环以后将出现机尾倒超前机头45m，7个循环以后机尾推进60m，机头推进15m。工作面每一个调整循环中推进两个整刀煤是为了使工作面煤壁平整及控制工作面顶板和液压支架的方向。第三步： 工作面机头、机尾平行推进10m，调整工作面煤壁、顶底板及液压支架是否平直。做好工作面回撤准备工作。如图2所示。

[图2  1604工作面调整后预计停采位置平面图]<E：＼123＼中小企业管理与科技·上旬刊201701＼1-197＼122-2.jpg>

4.3 调斜旋转开采过程存在的难题

4.3.1  工作面机头和转载机的搭接

工作面以机头为旋转点，机头推进速度慢，机尾推进速度快。工作面回采现状是机头超前机尾45m，当工作面机尾推进速度加快时，工作面长度会缩短，刮板输送机会逐渐下窜，刮板输送机机头和转载机搭接就会出现搭接不正常，转载机无法接煤，刮板输送机无法供煤，导致工作面刮板输送机积压大量煤炭。工作面刮板输送机压煤导致停机组耽误生产进度以及可能造成刮板输送机无法正常运转。

4.3.2  工作面可能会出现挤架、倒架

调斜旋转回采期间，支架不可避免地出现咬架、爬架、歪架、支架随刮板输送机下滑的现象。041604回采工作面回采末期，工作面中部煤层倾角较大，支架会受到自身重力向下滑，以及工作面下部移架次数较少而中部以及上部移架次数频繁。工作面长度缩短液压支架数量不变，这样就会出现咬架、挤架的现象，液压支架下滑会带动刮板输送机下滑。

4.3.3  工作面机头液压支架承受矿压增大

工作面机头推进速度缓慢很难躲过老顶周期来压，机头部分承受的矿压增大，会导致工作面冒顶或者漏顶事故。机头液压支架顶板受到支架反复挤压和老顶的矿压可能会出现漏顶和冒顶以及煤壁片帮。液压支架初撑力达不到要求，周期来压时会造成压死支架无法再升起立柱。

4.4 解决安全问题的办法及措施

①旋转回采期间，支架将不可避免地出现支架咬架、爬架、歪架、支架下滑等现象，为防止液压支架挤架、倒架，设计自制了调架千斤顶。移架工每班必须及时调架，使用单体支柱、调架千斤顶和支架侧护板，自下向上及时进行调架。调架时，利用调架千斤顶控制液压支架的底座调整，支架顶梁采用侧护板控制。对于架间距大，调架难度大的液压支架，必要时采用单体支柱支设在液压支架下侧侧护板或顶梁下侧牢固可靠处，单体支柱柱体周围必须有足够的移动空间，在拉移支架过程中进行调整支架，将支架尾梁尽量向运输巷方向调整，避免支架调斜和尾梁插入后部刮板输送机。移架和调架时，作业人员必须站在安全地点。作业时必须听从现场负责人的统一指挥，禁止非作业人员在此处逗留。②工作面在旋转回采过程中，工作面刮板输送机将会出现一定程度的下滑。为防止输送机上窜下滑，移架时必须是单向从下向上的顺序，推移刮板输送机的顺序必须与移架顺序一致，严禁从上向下移架、推移刮板输送机。同时，在推移刮板输送机时配合自制防滑千斤顶进行作业，并在运输巷设控制中心线，每班采集数据，确保工作面刮板输送机和转载机的搭接合理，防止工作面刮板输送机搭接不上转载机。③加强工作面液压支架的支护强度和维护力度，调整好乳化液泵的压力，保证液压支架的初撑力。液压支架的支护高度要达到要求，液压支架工做到跟机移架或者移超前架。加强员工安全意识，防止机头部分片帮冒顶事故，防止造成人员伤害。④为了保证刮板输送机机头和转载机搭接正常，液压支架和刮板输送机之间安装防滑装置。

5  结论

三角煤的回收是综放工作面乃至综采工作面末采时普遍存在的问题，所以对于各个煤矿而言，对于三角煤的回收方法也不一样，经过近年来生产实践，通过在041604综放工作面对三角煤旋转采煤技术的成功应用，所以对三角煤的回收采用三角煤调斜旋转回采工艺可以安全、快速的将三角煤进行回采，有效的提高了工作面的回采率，减少了工作面的资源浪费，同时也缓解了矿井采掘接续紧张局面;实现了工作面的连续推进，为复杂地质条件下回采工作面布置及开采创新了开采工艺，积累了宝贵经验。