綜采工作面轉角開采技術與實踐

劉劍平 孫欽帥

摘 要：通過對某煤礦綜采面轉角開采的分析， 提出轉角開采施工工藝， 采用強行過斷層，調整支架、運輸機的措施，保證了綜采工作面能夠穩定、高產。

關鍵詞：轉采工藝；斷層；方案

為了適應地質條件的局部變化， 多回收邊角煤，在工作面初采、殘采、綜采面常需要轉角， 轉角的實質就是小角度的旋轉。轉角的一般適用條件煤層穩定、地質構造簡單、頂板中等穩定、緩傾斜、近水平煤層。綜采工作在轉角過程中， 遇到落差大于采高1/3的斷層或多條斷層組成的斷層帶時， 將給頂板管理、轉采工藝、過斷層的施工方法等帶來諸多困難， 會影響工作面的單產， 影響礦井的經濟效益。該礦工作面初采轉角， 運輸巷道旋轉弦長，強行過斷層，通過分析論證， 決定采用一次旋轉完成轉角，順利完成轉采推過斷層帶， 成功完成了初采。

一、工作面概況

該煤層整體單斜構造， 南厚北薄， 平均采高2.7，工作面平均坡度60，回風巷高、運輸巷低、直接頂粉砂巖厚3.2m， 泥質膠結， 遇水較軟， 老頂細砂巖、粉砂巖及砂礫巖， 硬度較大， 直接底粉砂巖2.0m， 泥質膠結， 厚2.0m。工作面運輸巷走向長260m， 回風巷長160m， 切眼長180m，工作面配套設備為一采煤機MG-200/490，系列支架ZY4000 1.2/2.8，運輸機SGB-764/500。工作面落差1.0～2.0 m 的斷層有2 條， 均為正斷層， 對工作面回采影響較大。工作面示意圖，見圖1。

二、斷層預測

由于該工作面構造復雜， 只有大致搞清各條斷層在工作面內的延伸方向、延伸距離， 才能正確的選擇轉采及過斷層的施工方案。斷層在工作面地質說明書中已探明， 并在運輸巷掘進實見， 延伸至工作面內尖滅。在工作面切眼掘進及工作面推進時揭露的條小斷層， 從井下實測的產狀分析， 傾向基本平行于DF4斷層， 且均為走向斜交正斷層， 因此可以判定工作面內3條斷層為伴生小斷層， 在運輸巷沒有揭露， 可知此三條斷層亦在工作面內尖滅。斷層在工作面內出露寬度預測已知斷層的產狀后， 先選擇過斷層時工作面高度及坡度后可用做圖法求得斷層在工作面出露寬度， 如圖2為例所示。

三、轉采施工方案

該工作面轉采屬于下轉采， 即以回風巷為旋轉中心， 旋轉運輸巷， 巷道布置以弦代弧， 如圖3所示。

1.調刀。調刀工藝工作面每調一個角度，需要一組“長”、“短”刀配合割煤，長刀即工作面全長割煤， 短刀即割煤距離小于工作面長，以增加圓周部分的進度，長、短配合保證推進度小的地方，支架移動次數減少，一組長短刀構成一個切割循環，若干個切割循環完成轉采。切割循環的確定原則：（1）每個切割循環內調角弦長應為是采煤機有效截深的整數倍雙向割煤為偶數倍。（2）短刀切割線平行于長刀， 每次短刀封茬地點拐點的彎曲角度， 不大于運輸機允許最大彎曲角度， 而短刀拐點的彎曲角度， 等于整個切割循環的角度。

2.調架。調架方式有種， 側護板調架、單體調架、底座推移千斤頂調架。從實際經驗可得，基本調整架方式用側護板即可， 簡單易操作， 拉架時打出或收回側護板即可， 使用單體調架， 需兩人配合在移架過程中完成調架， 工序較復雜， 且危險， 使用此方法時，根據現場制定安全措施。在實際生產中需隨時觀察運輸機竄量， 調整好支架狀態。

3.處理運輸機機尾。運輸以弦代弧， 造成工作面長度的變化， 另外，在轉采過程中運輸機向旋轉中心竄動造成機頭頂幫或割不透， 當發生頂幫時， 采取劈幫方法當發生割不透時可采用機尾加短板或人工開缺口的方法， 劈幫必須采取護幫頂措施。

四、工作面加架技術

工作面加架技術要點：①直接在機尾加架， 加機尾架②預先確定出加架的位置， 將整組支架存放在該處， 當機尾架推至與待加架一齊時， 完成加架施工， 以簡化施工過程③選擇好加架條件一般在調角基本結束， 支架與運輸機穩定不在竄動， 機尾竄進工作面有足夠的空間。

五、頂板管理技術

1.2#、3#架間空頂及機尾架中部槽出現的空頂采用鋪金屬網上鋼梁并隨采隨鋪網。

2.旋轉中心靠工斷層破碎帶高頂區支架上方用φ160mm的圓木排“#”字木垛接頂降低支架的支撐高度。

3.對工作面的頂板管理要及時拉超前架， 減小梁端距， 并做好工程質量、標準化施工， 做到“三直”“二平” 以質量保安全。

4.斷層下盤頂部三角煤頂的管理， 要本著防止發生片幫、冒頂事故采取支架前梁挑剎桿或鋼梁別頂， 用小拌接頂維護頂板， 打幫錨桿加固煤幫， 錨桿用φ22m×1.6m中大拌加鐵托盤。

六、結語

采用此技術強行通過了斷層， 完成了工作面轉采， 多回收煤量4萬噸， 減少了改造巷道110m。通過嚴密的施工組織， 采取得利的技術措施， 克服了復雜的地質條件， 基本上杜絕了各類事故的發生， 尤其是沒有發生片幫、掉頂引起的中斷生產事故， 有利的保證了安全生產。

參考文獻：

[1] 程云雕.綜采工作面大傾角俯采轉采技術應用[J].煤礦安全，2008（06）：53-56.

[2] 蒲文龍.大傾角厚煤層開采技術研究[D].遼寧工程技術大學，2005：23-42.

[3] 彭龍憲，馮勝利.綜采工作面轉采大角度仰采技術的研究與應用[A].2007短壁機械化開采專業委員會學術研討會論文集[C]，2007：23-28.

[4] 管清向，李連華，馬友夫.采用轉采方案提高煤炭回收率[J].山東煤炭科技2008（05）：7-8.

作者簡介：劉劍平（1988-），男，現在中煤陜西榆林能源化工有限公司工作。