综放工作面大角度调斜技术实践

刘晓峰

（冀中能源邯郸矿业集团矿山管理分公司，河北 邯郸 056000）

1 概况

受断层等地质构造的影响，工作面两巷往往不等长，而为了提高煤炭资源的回收率，工作面开切眼并非完全垂直两巷布置，这样需要在回采过程中进行调采。山西方山汇丰新星煤业有限公司8103综采工作面运输顺槽、回风顺槽掘进期间受风氧化带影响，致使运输顺槽比回风顺槽超前41.5 m，为了不丢失煤炭资源，减少资源浪费，工作面开切眼时与回风顺槽呈75°夹角布置，因此8103 综采工作面在初采过程中需进行调斜开采。若调采不当，不仅会使输送机上窜下滑，造成工作面上、下安全出口难以管理，刮板输送机机头搭接不合理，更容易导致支架歪架、倒架，使顶板失控，直接影响着煤矿的安全生产。

1.1 地质概况

新星煤业8103 综采工作面位于该矿井田北翼，开采8 号煤，位于石炭系上统太原组，赋煤区可采煤层稳定，含1～2 层夹矸，平均厚度6 m。宏观煤岩类型为光亮型- 半亮型煤。根据周边钻孔ZK103 的柱状资料及巷道掘进实际情况，煤层顶底板岩性如图1 所示。

图1 8 号煤顶底板岩性Fig.1 Lithology of roof and floor of No.8 coal seam

1.2 生产概况

8103 工作面北部、西部为未采动地区，南部为一采区回风、运输、轨道上山，东部为井田边界。对应的地面位置在紧邻矿井东部边界处，地表地形主要为黄土山坡，大部分被第四系黄土覆盖，植被较少，地面标高为+1122—+1226，地表附近为吴成局村，没有大型工厂和建筑，距地表垂深为180～260 m，平均220 m。工作面为单一走向长壁布置，开切眼长度160 m，推进长度906 m，采用综采放顶煤采煤法，设计采煤机割煤高度3.5 m，放顶煤高度2.5 m，截深0.6 m，采放比1∶0.714，全部垮落法管理采空区顶板。

2 调采具体方法

2.1 旋转中心的确定

如图2 所示，8103 工作面与设计调斜线之间的夹角为12.8°，需要在工作面机头不动的情况下机尾推进36 m 才能达到正常推采位置。

图2 工作面调采示意图Fig.2 Schematic diagram of mining adjustment

因工作面局部顶板破碎，不宜采用1 个固定的旋转中心进行调斜（采），故本次采用3 个实旋转中心进行调斜，即以75 号架、35 号架、机头3 个点为旋转中心。

2.2 调采工艺

2.2.1 采煤机割煤

当工作面前部刮板输送机与运输顺槽转载机搭接合理后，使用单体液压支柱打戗柱将输送机机头固定，防止工作面调采时刮板输送机下滑。采煤机割完调斜前的最后一刀煤后将采煤机停在工作面机头位置，从机头割煤至机尾，以机头为旋转中心，机头停止推移刮板输送机，将刮板输送机机尾推移600 mm 并将刮板输送机调成一条直线，牵引采煤机向机头方向割煤至35 号架，以35 号架为旋转中心，停止推移刮板输送机，将刮板输送机机尾推移600 mm，并将35 号架至机尾的刮板输送机调成一条直线，采煤机返空刀至工作面机尾后，牵引采煤机割煤至75 号架，即第三个旋转中心后返空刀至机尾后，采煤机通长割煤至机头，工作面采取1∶4 推进，即机头推进0.6 m，机尾推进2.4 m。重复上述调斜步骤，逐步将机尾超进机头35 m，推至设计调斜线位置。

2.2.2 移架

将工作面分解为若干个部分，在每个部分设置一个标准架，然后再大概计算一下各个部分的所有支架的前移量，严格执行相对标准的量。在进行移架时，先移动标准架，再按照顺序依次移动其他支架、推移输送机。开展调采后，合理的利用推长刀的机会，调正工作面的支架。在进行支架移动时，主要是通过侧护板将支架调正。当某个支架需要调正的范围较大时，可以采用单体液压支柱配合调架，调架时将相邻的支架当做支点进行调节。

2.3 技术措施

（1） 调采时，严格控制输送机的弯曲段，班班检查哑铃销情况，保证哑铃销齐全、可靠。

（2） 调整、拉移支架过程中严禁死拉硬拽，防止损坏推拉杆等相关配件。

（3） 调采期间，要将顶底板顺平，严禁出现台阶。割煤时支架要适时调整，降架高度不得超过侧护板高度的2/3，防止出现挤架、咬架现象。

（4） 加强工作面顶板及工程质量管理，割煤后及时移架保证支架初撑力不低于24 MPa。

3 应用效果

①通过8103 综采工作面调斜开采技术多回收一块三角煤，解决了丢煤可能引发的自然发火风险；②调采过程中未发生咬架、挤架现象，为今后综采工作面大角度调采及旋转工作积累了丰富经验；③提高了资源利用率和煤炭资源回收率，延长工作面服务年限；④避免工作面与两顺槽垂直开采，刮板输送机上窜下滑问题；⑤采取多点为旋转中心，避免以某一点为旋转中心时支架反复支撑顶板，旋转中心四周顶板不易管理问题。

按照工作面开切眼时与顺槽垂直布置，则工作面切眼长度为155 m，回风顺槽比调斜（采）少推进41.5 m，回采面积比调斜（采） 时减少约3216 m3。8103 综采工作面平均煤厚按照6 m，回采率按照85%，容重按照1.4 t/m3进行计算，调斜开采多回收煤炭资源27014.4 t，每吨煤按照800元进行计算，8103 综采工作面调采后可产生直接经济效益约2161.2 万元。

4 结语

随着开采年限的延长，边角煤柱增多，工作面调采在矿井的应用也越来越广。新星煤业在8103综放工作面成功调采，提高了资源利用率和煤炭资源回收率，延长工作面服务年限，实现了工作面的连续生产，扩大了综合机械化开采的适用范围，可为类似条件下的煤柱回收提供参考。