淺析采煤工作面調斜方法及“3—1”式調斜回采工藝的應用

郭紹坤++高明

摘 要：我國東北地區煤礦資源形勢嚴峻，多個煤炭企業已經設計開采二水平采區，部分礦井進入殘采階段。因此為了節約資源會越來越多出現不規則或留窄小煤柱工作面。簡單介紹幾種常見的采煤工作面調斜方法并探索“3-1”式調斜回采工藝在實踐中的應用。

關鍵詞：采煤工作面 調斜方法 3-1式調斜回采工藝 應用效果

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）09（c）-0106-02

1 煤炭行業發展的現狀和采煤工作面調斜開采的必要性

1.1 煤炭行業發展的現狀

我國煤炭行業剛經歷了“煤炭的黃金十年”發展期，在推動國家經濟發展的同時，也為當地的建設做出了巨大貢獻。但是目前遼寧地區的煤炭資源越來越少，遼寧煤炭企業普遍存在剩余資源量逐年減少，后備資源嚴重不足，采場接續困難，新建礦井埋藏深、安全生產管理難，生產成本逐年加大，近兩年煤炭企業利潤嚴重下滑。因此，合理開發資源、減少開采中的浪費提高回采率成為遼寧煤炭企業的主要生產方針。

1.2 采煤工作面調斜開采的必要性

在煤礦正常生產過程中，經常會遇到回采工作面不規則或留窄小煤柱的工作面，特別是長期開采的老礦井，該類型的工作面出現的越來越多。為了能更好的回收這部分煤炭資源，勢必進行調斜開采。

2 采煤工作面常見的調斜方法

2.1 實中心調斜

所謂實中心調斜就是以一端點O1為圓點，以工作面長L為半徑，以推進步距為弧長劃弧前進，以此法調動工作面前進的方法。

2.2 虛中心調斜

所謂虛中心調斜就是工作面兩端都有成一定比例的推進量，把調斜角α分成若干個小角α1采煤機通過割一組通刀后，工作面轉過α1角，完成一個調斜循環。其中兩頭進度常見比例可為：2∶1；3∶2；3∶1，2-1式調斜回采技術適用于頂板條件一般，可以緩慢轉角的工作面；3-2式調斜回采技術適用于頂板穩定，可以緩慢轉角的工作面；3-1式調斜回采技術適用于頂板穩定，要求快速轉角的工作面。

3 采煤工作面調斜管理重點

采煤工作面調斜的技術管理重點就是控制工作面刮板運輸機的上竄和下滑，刮板運輸機的上竄和下滑導致運輸機機頭與轉載機搭接不合適，造成底溜帶貨，刮板運輸機負荷增大容易導致斷鏈；還有可能出現刮板運輸機機頭（機尾）進入巷道煤壁內，工作面兩順無安全出口，嚴重影響安全和生產再有就是機頭（機尾）端頭支架進入工作面，造成兩順出現局部空頂，從而增加了支護難度和工作量。

4 “3-1”式調斜回采工藝的應用

4.1 N2-401綜采工作面概況

本工作面位于北二采區西側，工作面西部為最低可采邊界線及FWN3斷層；北部為FWN4斷層；南部為N2I期專用回風巷；東側為FWN5斷層。走向長度814.95m，傾向長度261.6m。工作面基本頂為粗砂巖、砂礫巖及中砂巖，直接頂為粉砂巖。

本工作面4-2煤層為復雜結構煤層，煤層層數一般4～5層，夾石3～4層，煤層厚度平均2.45m；煤層純煤厚度最大1.95m，最小1.33m，平均1.71m。夾矸厚度最大1.32m，最小0.37m，平均0.74m。煤層傾角平均2°。

在工作面收尾階段為了多回采資源，要求運輸順槽停采線延長10m，回風順槽停采線延長28m，這樣回風順槽比運輸順槽多進18m。

4.2 采煤方法頂板管理及“3-1”式調斜收尾回采技術的選擇

4.2.1 采煤方法和頂板管理

采煤方法：工作面采用單一走向長壁后退式綜合機械化采煤方法。選用MG300/701采煤機割煤，SGZ-800/2*525刮板運輸機運煤，工作面選用ZY6400/13/29支架支護頂板。

頂板管理：采取全部垮落法處理采空區。前端頭使用ZTZ22500/19/35型液壓支架，后端頭使用ZZ6400/17/35型液壓支架，運輸順槽超前支護采用雙排鉸接頂梁下打單體支護頂板，回風順槽采用 ZT9200/19/35型超前支護支架支護頂板。

4.2.2 “3-1”式調斜回采技術的選擇

由于工作面兩端都有推進度，所以選擇虛中心調斜。（1）虛擬旋轉中心的確定。旋轉中心在確定時，需考慮有利于工作面支架調向，設備調直；盡快完成轉角，使工作面盡早收尾。（2）旋轉中心技術要求。旋轉期間要保證工作面輸送機機頭與運輸順槽轉載機搭接正常，保持運輸暢通。（3）N2-401綜采面煤層賦存穩定，頂板穩定。（4）采高確定為2.4～2.6m支架穩定性較好。（5）調斜采煤期間，工作面煤層傾角僅為1°-4°，易防止支架倒架、擠架和工作面運輸機下竄。（6）快速轉角。虛擬旋轉中心距運輸順槽的垂直距離為140.14m基于以上考慮選擇“3-1”式調斜收尾回采技術。

4.3 “3-1”式調斜回采工藝

4.3.1 “3-1”式調斜回采分段割煤設計

每調斜循環割煤刀數的確定：（1）每調斜循環相鄰兩刀煤錯距的確定。N2-401綜采工作面調斜回采時，設相鄰兩刀煤的進刀點為拐點，其間距就是相鄰兩刀煤的錯距。在做拐點設計時，沿工作面傾向設定a、b、c、d點為拐點，拐點處的拐角就是每調斜循環的轉角，而轉角又取決于液壓支架每次允許的調向角。一般液壓支架每次允許的調向角為1°～2°，轉角設定為α為1.5°，即可求出相鄰兩拐點的間距S=31m。S=B/tanɑ。其中S為拐點間距，B為截深取0.8m。（2）每調斜循環割煤刀數的確定。S=L/N，L為綜采工作面傾長261.4m，拐點間距N為31m，工作面每調斜循環需 割煤9刀。取拐點是31m的倍數這里選取93m和186m即對應工作面支架62號和124號。

“3-1”調斜工藝即每個小循環機頭推進0.8m機尾推進2.4m，原班機頭推進2.4m機尾推進7.2m是為一個大循環。采煤機割煤順序：采煤機割煤至機尾→124號→機尾→62號→機尾→機頭；拉架推移運輸機順序為當采煤機由機尾向124號、62號、機頭割煤時只拉架不推移運輸機：當采煤機由124號、62號、機頭向機尾割煤時由機頭向機尾推移運輸機。在一個小調斜循環中割最后一通刀時，將工作面煤壁割直，刮板運輸機機沿工作面全長調直，支架調正，完成一個小調斜循環。在這種調斜方式中，每割一刀煤，支架即須調整一次以適應運輸機角度的變化。

4.3.2 “3-1”式調斜回采管理要點

因工作面機頭端前移量較小，前端頭頂板壓力較大，所以重點加強工作面前端頭頂板支護，同時運輸順槽的原有支護只能滯后切頂線拆除回收，嚴禁提前回收。完成一個調斜循環，工作面機尾端須推進7.2m，因此要加強機尾段的勞動組織，確保每調斜循環任務的完成。嚴格掌握調斜進度：在運輸、回風順槽內準確標定出每個頭的進度。支架運輸機的轉角、每調斜循環的割煤刀數、每刀煤的長度都要嚴格按設計進行。嚴格工作面工程質量管理：液壓支架要設專人進行調整，以防發生擠架、咬架、倒架現象。割煤、拉架、推溜方向必須按設計操作，以防支架下滑，刮板運輸機下竄。

5 經濟效果

為礦多生產原煤20456t，減少了煤柱損失，為礦創效470多萬元。

6 結語

綜采工作面“3-1”式調斜回采技術可較好地解決煤柱損失問題，但對工作面工程質量管理和生產勞動組織管理水平要求較高，對于資源緊張的老礦井，“3-1”式調斜回采技術，對提高煤炭回收率，延長礦井使用年限提高經濟效益具有一定意義。通過在N2-401綜采工作面對這一技術的應用，為進一步提高綜采工作面調斜開采技術奠定了基礎，同時也為礦井生產積累了寶貴的管理經驗。

參考文獻

[1] 張毅敏.綜采工作面調斜探討[J].水力采煤與管道運輸，2010（4）：81-82.

[2] 孫文標，杜學勝.“煤礦開采學”教學改革研究與實踐[J].中國電力教育，2011（16）：128-129.endprint