綜放工作面大角度調(diào)斜技術(shù)實(shí)踐

劉曉峰

（冀中能源邯鄲礦業(yè)集團(tuán)礦山管理分公司，河北 邯鄲 056000）

1 概況

受斷層等地質(zhì)構(gòu)造的影響，工作面兩巷往往不等長，而為了提高煤炭資源的回收率，工作面開切眼并非完全垂直兩巷布置，這樣需要在回采過程中進(jìn)行調(diào)采。山西方山匯豐新星煤業(yè)有限公司8103綜采工作面運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽掘進(jìn)期間受風(fēng)氧化帶影響，致使運(yùn)輸順槽比回風(fēng)順槽超前41.5 m，為了不丟失煤炭資源，減少資源浪費(fèi)，工作面開切眼時與回風(fēng)順槽呈75°夾角布置，因此8103 綜采工作面在初采過程中需進(jìn)行調(diào)斜開采。若調(diào)采不當(dāng)，不僅會使輸送機(jī)上竄下滑，造成工作面上、下安全出口難以管理，刮板輸送機(jī)機(jī)頭搭接不合理，更容易導(dǎo)致支架歪架、倒架，使頂板失控，直接影響著煤礦的安全生產(chǎn)。

1.1 地質(zhì)概況

新星煤業(yè)8103 綜采工作面位于該礦井田北翼，開采8 號煤，位于石炭系上統(tǒng)太原組，賦煤區(qū)可采煤層穩(wěn)定，含1～2 層夾矸，平均厚度6 m。宏觀煤巖類型為光亮型- 半亮型煤。根據(jù)周邊鉆孔ZK103 的柱狀資料及巷道掘進(jìn)實(shí)際情況，煤層頂?shù)装鍘r性如圖1 所示。

圖1 8 號煤頂?shù)装鍘r性Fig.1 Lithology of roof and floor of No.8 coal seam

1.2 生產(chǎn)概況

8103 工作面北部、西部為未采動地區(qū)，南部為一采區(qū)回風(fēng)、運(yùn)輸、軌道上山，東部為井田邊界。對應(yīng)的地面位置在緊鄰礦井東部邊界處，地表地形主要為黃土山坡，大部分被第四系黃土覆蓋，植被較少，地面標(biāo)高為+1122—+1226，地表附近為吳成局村，沒有大型工廠和建筑，距地表垂深為180～260 m，平均220 m。工作面為單一走向長壁布置，開切眼長度160 m，推進(jìn)長度906 m，采用綜采放頂煤采煤法，設(shè)計采煤機(jī)割煤高度3.5 m，放頂煤高度2.5 m，截深0.6 m，采放比1∶0.714，全部垮落法管理采空區(qū)頂板。

2 調(diào)采具體方法

2.1 旋轉(zhuǎn)中心的確定

如圖2 所示，8103 工作面與設(shè)計調(diào)斜線之間的夾角為12.8°，需要在工作面機(jī)頭不動的情況下機(jī)尾推進(jìn)36 m 才能達(dá)到正常推采位置。

圖2 工作面調(diào)采示意圖Fig.2 Schematic diagram of mining adjustment

因工作面局部頂板破碎，不宜采用1 個固定的旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行調(diào)斜（采），故本次采用3 個實(shí)旋轉(zhuǎn)中心進(jìn)行調(diào)斜，即以75 號架、35 號架、機(jī)頭3 個點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心。

2.2 調(diào)采工藝

2.2.1 采煤機(jī)割煤

當(dāng)工作面前部刮板輸送機(jī)與運(yùn)輸順槽轉(zhuǎn)載機(jī)搭接合理后，使用單體液壓支柱打戧柱將輸送機(jī)機(jī)頭固定，防止工作面調(diào)采時刮板輸送機(jī)下滑。采煤機(jī)割完調(diào)斜前的最后一刀煤后將采煤機(jī)停在工作面機(jī)頭位置，從機(jī)頭割煤至機(jī)尾，以機(jī)頭為旋轉(zhuǎn)中心，機(jī)頭停止推移刮板輸送機(jī)，將刮板輸送機(jī)機(jī)尾推移600 mm 并將刮板輸送機(jī)調(diào)成一條直線，牽引采煤機(jī)向機(jī)頭方向割煤至35 號架，以35 號架為旋轉(zhuǎn)中心，停止推移刮板輸送機(jī)，將刮板輸送機(jī)機(jī)尾推移600 mm，并將35 號架至機(jī)尾的刮板輸送機(jī)調(diào)成一條直線，采煤機(jī)返空刀至工作面機(jī)尾后，牽引采煤機(jī)割煤至75 號架，即第三個旋轉(zhuǎn)中心后返空刀至機(jī)尾后，采煤機(jī)通長割煤至機(jī)頭，工作面采取1∶4 推進(jìn)，即機(jī)頭推進(jìn)0.6 m，機(jī)尾推進(jìn)2.4 m。重復(fù)上述調(diào)斜步驟，逐步將機(jī)尾超進(jìn)機(jī)頭35 m，推至設(shè)計調(diào)斜線位置。

2.2.2 移架

將工作面分解為若干個部分，在每個部分設(shè)置一個標(biāo)準(zhǔn)架，然后再大概計算一下各個部分的所有支架的前移量，嚴(yán)格執(zhí)行相對標(biāo)準(zhǔn)的量。在進(jìn)行移架時，先移動標(biāo)準(zhǔn)架，再按照順序依次移動其他支架、推移輸送機(jī)。開展調(diào)采后，合理的利用推長刀的機(jī)會，調(diào)正工作面的支架。在進(jìn)行支架移動時，主要是通過側(cè)護(hù)板將支架調(diào)正。當(dāng)某個支架需要調(diào)正的范圍較大時，可以采用單體液壓支柱配合調(diào)架，調(diào)架時將相鄰的支架當(dāng)做支點(diǎn)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

2.3 技術(shù)措施

（1） 調(diào)采時，嚴(yán)格控制輸送機(jī)的彎曲段，班班檢查啞鈴銷情況，保證啞鈴銷齊全、可靠。

（2） 調(diào)整、拉移支架過程中嚴(yán)禁死拉硬拽，防止損壞推拉桿等相關(guān)配件。

（3） 調(diào)采期間，要將頂?shù)装屙樒?，?yán)禁出現(xiàn)臺階。割煤時支架要適時調(diào)整，降架高度不得超過側(cè)護(hù)板高度的2/3，防止出現(xiàn)擠架、咬架現(xiàn)象。

（4） 加強(qiáng)工作面頂板及工程質(zhì)量管理，割煤后及時移架保證支架初撐力不低于24 MPa。

3 應(yīng)用效果

①通過8103 綜采工作面調(diào)斜開采技術(shù)多回收一塊三角煤，解決了丟煤可能引發(fā)的自然發(fā)火風(fēng)險；②調(diào)采過程中未發(fā)生咬架、擠架現(xiàn)象，為今后綜采工作面大角度調(diào)采及旋轉(zhuǎn)工作積累了豐富經(jīng)驗；③提高了資源利用率和煤炭資源回收率，延長工作面服務(wù)年限；④避免工作面與兩順槽垂直開采，刮板輸送機(jī)上竄下滑問題；⑤采取多點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心，避免以某一點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心時支架反復(fù)支撐頂板，旋轉(zhuǎn)中心四周頂板不易管理問題。

按照工作面開切眼時與順槽垂直布置，則工作面切眼長度為155 m，回風(fēng)順槽比調(diào)斜（采）少推進(jìn)41.5 m，回采面積比調(diào)斜（采） 時減少約3216 m3。8103 綜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進(jìn)行計算，調(diào)斜開采多回收煤炭資源27014.4 t，每噸煤按照800元進(jìn)行計算，8103 綜采工作面調(diào)采后可產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益約2161.2 萬元。

4 結(jié)語

隨著開采年限的延長，邊角煤柱增多，工作面調(diào)采在礦井的應(yīng)用也越來越廣。新星煤業(yè)在8103綜放工作面成功調(diào)采，提高了資源利用率和煤炭資源回收率，延長工作面服務(wù)年限，實(shí)現(xiàn)了工作面的連續(xù)生產(chǎn)，擴(kuò)大了綜合機(jī)械化開采的適用范圍，可為類似條件下的煤柱回收提供參考。