綜采工作面調(diào)斜開采技術(shù)

周希應(yīng)

（大同煤礦集團有限責(zé)任公司四臺礦，山西 大同 037007）

同煤集團四臺礦地質(zhì)條件異常復(fù)雜，斷層、沖刷、陷落柱、褶曲遍布各盤區(qū)。為了實現(xiàn)精采細(xì)采、減少搬家次數(shù)及提高煤炭回收率,掘進工作面時進行了轉(zhuǎn)彎設(shè)計，并利用轉(zhuǎn)彎皮帶裝置來運輸煤炭。

1 調(diào)斜開采介紹

綜采調(diào)斜技術(shù)的實質(zhì)是小角度的旋轉(zhuǎn)，是在開采三角煤、往復(fù)開采和工作面過斷層等范圍內(nèi)的綜采技術(shù)應(yīng)用。它是以工作面運輸機頭或機尾為旋轉(zhuǎn)中心，另一端圍繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，將工作面分割成若干個小扇形來進行開采的生產(chǎn)技術(shù)。

2 工作面的形成原因

14#81402工作面位于四臺礦14#層414盤區(qū)，北鄰14#層414盤區(qū)巷，南部為羅家辛窯保護煤柱。工作面煤層南高北低，整體呈單斜構(gòu)造，煤層厚度2.8~3.4 m，平均3.1 m，煤層傾角0.3°~10.3°，平均5.2°。與上覆12#層層間距平均10.63 m。在掘進51402巷遇H=3.0 m斷層平行巷道方向向前延伸。本著精采細(xì)采的原則，決定根據(jù)斷層的傾向及走向，兩巷旋轉(zhuǎn)25°繼續(xù)向前掘進。掘進670 m后遇巖墻退后拐切，如下圖1所示。

調(diào)斜后內(nèi)部工作面參數(shù)：（525+152+40）×180×3.2×1.3=5.369×105t，其中三角煤量：40×180×3.2×1.3=3.0×104t。

圖1 14#層414盤區(qū)81402工作面平面布置圖

3 調(diào)斜開采前的準(zhǔn)備工作

①工作面支架縮小至最小控頂距，保證達到規(guī)定初撐力，并將護壁板伸出。②拆除轉(zhuǎn)彎皮帶裝置。③由于開采至轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)載機不能彎曲，所以在調(diào)斜前需將轉(zhuǎn)載機拉到外部，在轉(zhuǎn)載機尾與工運機頭之間穩(wěn)一部132小鐵溜實現(xiàn)轉(zhuǎn)載機與工運機連接。④為將轉(zhuǎn)載機順利拉出外部，需提前在調(diào)斜處開幫，并在開幫處采取有效支護。

4 旋轉(zhuǎn)開采工藝

當(dāng)工作面頭部推進至距拐點6.4 m的時候開始進行調(diào)斜開采,調(diào)斜角度25°、長度80 m。按照頭與尾按1∶6比例割煤，將調(diào)斜區(qū)域劃分為16個小扇形區(qū)（見圖2），每個小扇形區(qū)內(nèi)“長”“短”刀配合割煤，即在工作面 100#、80#、60#、40#、20#支架進刀。第六刀從工作面尾割到頭，割第六刀時通長工作面推進一刀。反復(fù)采用該調(diào)采程序,工作面直至推到調(diào)斜結(jié)束。

圖2 斜區(qū)域劃分為16個小扇形區(qū)

圖3 14#層414盤區(qū)81402工作面采煤工藝流程圖

具體采煤工藝流程：溜頭到位后停止推進，機組分別從100#、80#、60#、40#、20#支架處進刀向尾割煤—隨機移架—尾割通后空刀向頭返至下一進刀處—隨機移溜—機組進刀向尾割煤—隨機移架—尾割通后空刀向頭—隨機移溜—斜切進刀—機組向尾割煤—隨機移架。如圖3所示。

5 調(diào)斜開采注意事項

①調(diào)斜開采前，必須將支架調(diào)整至不歪、不擠，并與工運機垂直，設(shè)備保持完好狀態(tài)。②每割完一個小扇形區(qū)段后，支架必須保持一條直線。③必須按規(guī)定要求在每個點進刀、拉架、推溜，從尾往頭割煤，嚴(yán)禁違規(guī)操作，否則會造成擠架咬架及支架竄頭竄尾事故，帶來嚴(yán)重后果。④調(diào)斜期間，由于機頭機尾的推進度不一致，所以綜采支架移動步距亦不一致。因此，很容易造成液壓支架的擠、咬架現(xiàn)象的發(fā)生。為此，必須保證頂?shù)装甯钇剑皶r調(diào)整液壓支架間的間隙，頭至10#架盡量少移動。調(diào)架時，使用單體液壓支柱配合千斤頂來完成，人員必須站在安全地點。⑤由于工作面尾部空頂區(qū)域較大，所以需加強尾部頂板支護。

6 存在問題

①轉(zhuǎn)載機到拐彎處后，需甩掉轉(zhuǎn)角裝置，整體往外移，轉(zhuǎn)載機調(diào)正后，在尾部鋪一部40 t小鐵溜，實現(xiàn)連續(xù)運煤。②皮帶巷拐彎處需開幫扮角滿足轉(zhuǎn)載機整體往外移。尾部調(diào)斜處開成弧形巷道，可避免增減支架和溜子。拐彎處需扮角（0.5～4.0）m×50 m，超寬處需加強支護。

7 工作面尾出口頂板安全管理措施

隨著工作面的推進，尾端頭頂板裸露面積越來越大，因此需進行有效的支護以防止出現(xiàn)頂板事故。

①尾順槽轉(zhuǎn)彎處使用DZ31.5型單體液壓支柱及“π”型花邊梁進行支護，巷道轉(zhuǎn)彎處前后10 m范圍內(nèi)支設(shè)單體支柱三排，排距1.0 m，柱距1.0 m，支柱防倒、花邊梁防墜裝置齊全有效。②當(dāng)工作面推進至巷道轉(zhuǎn)彎處端頭支架至煤幫為1.5~2.5 m時，平行巷道在支架與煤壁中間均勻支設(shè)兩排單體支柱，排距為0.8 m；端頭支架至煤幫為2.6~3 m時，平行巷道在支架與煤壁中間均勻支設(shè)三排單體支柱，排距為0.8 m，柱距1.0 m，支柱防倒、花邊梁防墜裝置齊全有效。③在51402巷轉(zhuǎn)彎超寬處靠煤柱幫支設(shè)“#”字木垛，規(guī)格為1.2 m×2 m，間距4 m，支設(shè)7~10個。木垛每層之間必須用把鋸固定，木垛與頂板之間必須用板皮或木楔打緊背牢，木垛之間支設(shè)堆柱進一步加強支護。

8 轉(zhuǎn)彎皮帶裝置的優(yōu)點

①使用轉(zhuǎn)彎皮帶裝置只用1個皮帶頭，節(jié)省2部皮帶中的1部，沒有電控，可節(jié)省1個人工，也減少了中驅(qū)皮帶機可能發(fā)生的機電事故及對生產(chǎn)的影響。②轉(zhuǎn)角裝置尺寸為3.5 m×2.6 m，體積小，本身不帶驅(qū)動，不用儲帶裝置，減小了轉(zhuǎn)載機移動后的小鐵溜長度，加快了回采速度，提高了工作效率。

9 結(jié)束語

①通過這次調(diào)斜開采，相對比小搬家多采煤5.2×104t，減少了一次搬家，提高了煤炭資源的回收率，延長了工作面的服務(wù)時間，緩解了銜接緊張的局面。直接產(chǎn)生的經(jīng)濟效益為3 800余萬元，節(jié)約巷道320 m。②隨著礦井的開采，可采儲量及服務(wù)年限逐年縮小，而四臺礦由于地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層、陷落柱、沖刷等地質(zhì)構(gòu)造及村莊煤柱、小窯破壞區(qū)嚴(yán)重影響工作面的正常布置，調(diào)斜開采工藝對礦區(qū)將來非正規(guī)工作面具有極其重大的指導(dǎo)意義，對其他收縮礦井類似條件煤層布面及回采工藝的選擇也有一定的參考價值。③綜采調(diào)斜開采技術(shù)主要適用于不等長三角煤的開采。采用該技術(shù)減少了資源丟失，延緩了工作面開采時間，保證了生產(chǎn)的正常銜接，為綜采工作面三角煤安全開采積累了寶貴經(jīng)驗。

[1]錢鳴高，劉聽成.礦山壓力與其控制[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1989.