大采深高架综采工作面大角度调采技术研究
2018-04-25张新福
摘要：某矿1127综采工作面掘进过程中受到了断层的制约，为了减少综采工作面搬家次数和多回收煤炭资源，切眼设计沿断层走向布置，工作面初采即进行大角度调采；通过对工作面地质概况的分析及调采方案的提前设计，确定了运输巷和运料巷的掘进方位，并制定了调采过程中相关的安全技术措施，为安全调采提供了理论支持和技术保证。
关键词：大采深；大角度；调采
对于收到地质条件制约（如断层、陷落柱、岩浆侵入等）的综采工作面，为了提高煤炭资源的回采率，常将工作面切眼或停采线布置在地质构造带附近，因此，在工作面开切眼或收尾时，常出现三角煤或不规则区域煤的回采。为增加工作面推进长度，常在一个工作面推进范围内实行走向长壁或倾斜长壁调采。
一、概述
某矿1127工作面是-760水平1采区第七个工作面，所采煤层为2#煤，平均厚度4.5m，工作面长度为50.5m，为综合机械化走向长壁全部垮落采煤法。工作面伪顶为泥岩，厚0.1m，直接顶为粉砂岩，厚4.0～6.0m，老顶为中粒砂岩，厚6.0～10.0m。煤层倾角8°～13°，平均11°。该工作面地质结构复杂，掘进过程中揭露断层达12条。为避开影响工作面生产的DF8大断层，工作面切眼采用不规则状布置，回采过程中，需要先后进行两次调采，本次主要分析47°的大角度调采。
二. 调采方案的确定
本次调采是以工作面机头内侧的某点为圆心进行的旋转回采，从而避免把機头处作为旋转中心，减少机头处支架对顶板的反复支撑次数。根据工作面的长度和调采角度确定本次调采的调采比例为1：8，即从虚中心至机头处的距离和虚中心到机尾处的距离比例为1：8。相对的圆周部分推进度较快，而靠近圆心部分推进度要越来越小，为此要进行有规律的短刀切割，最后一刀为通刀将工作面割直。这样一个完整过程在调采中称为一个循环，而每个切割循环必然是扇形，根据工作面实际情况，确定5刀为一个循环，则：
（1）B1B2的弧长
B1B2=n×b=5×0.7=3.5m；式中：b——采煤机的有效截深。n——实际每循环刀数
（2）验算α角的大小
α=B1B2/l=1°5′42″≤α1；式中：α：扇形圆心角；α1：输送机设计允许弯曲角度为5°；l：工作面长度50.5m。如果验算中发生α>α1可用减少循环内刀数来调整。
（3）求拐点间距p
p=l/n=50.5/5=10.1m
5个切割点的初始位置分别为：第一切割点在7号架处，第二切割点在63号架处，第三切割点在42号架处，第四切割点在21号架处，第五切割点在2号架处。
三. 调采采取的措施
首先将47度大角度分为4等份，每份角度为11.7°。每一份对应上下巷的An、Bn点，并将对应位置在井下工作面巷帮实际标出。例如：工作面经过调采后，机头到了A1位置，那么机尾应对应推到B1位置。在实际回采过程中为了保证调采位置的分步对应，采取了以下措施。
（1）工作面调采改变了液压支架和输送机的垂直关系，使推移千斤顶对输送机有一个移向煤壁的推力外，还产生一个与运输方向相反的向机尾的径向分力，为此，对机头10架，每调采11.7°调整一次，每次调整的中心线角度都必须保持与输送机移动方向成-5°角。其余支架在班中拉架过程中随拉随调。
（2）严格掌握输送机的推进量。调采过程中，要严格控制拐点处输送机的推移量，推溜子不以采煤机的截深推至煤壁，而要看输送机整机弯曲情况，使通刀后保证能够取直。
（3）调采过程中，采煤机割煤后支架和输送机前移时必须拉线，拉移支架和推移输送机严格按线拉移，确保支架和工作面输送机的直线性。
（4）当支架与煤壁不垂直时，要及时调架，使用单体液压支柱调整支架与煤壁垂直，调架要由机尾向机头方向逐架进行调正。使用单体液压支柱调架时，严格执行好具体要求。
四. 结论
（1）1127综采工作面调采在实践中取得了成功，在工作面机头定点不动的情况下，工作面机尾侧连续推进，调采过程中没有发生咬架、挤架的现象，为今后的综采工作面的调采工作积累了丰富的经验。
（2）1127工作面调采技术的成功实施，较重开切眼可多回收煤炭8000吨，取得了较好的经济效益。
（3）当然，在调采过程中仍存在这样那样的不足，需要我们进一步总结以增加经验，为下一步的工作做指导。在实现高产高效的道路上我们不断地探索，不断的积累经验，总结失败的教训，最终在走出一条符合自已实际的路。
参考文献
[1]关于煤矿综采工作面调斜的思考[J]. 杨国栋. 技术与市场. 2014（06）
[2]大倾角破碎顶板综采工作面俯采、调采支护技术[J]. 陈勇，张建，孙国. 煤矿支护. 2014（04）
[3]大倾角超长综放工作面调采技术的实践与应用[J]. 王洪武，赵房，徐维政. 神华科技. 2014（02）
作者简介：张新福（1986-），男，山东德州人，主要从事巷道掘进支护及综采工艺技术研究。
（作者单位：冀中能源股份有限公司邢东矿）
