綜采工作面末采旋轉調面回采工藝優化設計

賈國忠

（山西朔州平魯區蘭花永勝煤業有限公司，山西 朔州 036000）

1 工程概述

山西朔州平魯區蘭花永勝煤業有限公司井田面積為7.3562km2，生產能力1.2Mt/a。4101工作面位于井田一采區西翼，工作面東部為一采區回風巷、一采區運輸巷和一采區軌道巷，西部為原永勝煤礦9#煤采空區，南部為4102回風順槽，北部為原滿貞煤業9#煤。4101工作面走向長647m，傾向長180m，回采煤層為4-1#煤層，平均厚度為8.0m。4-1#煤層位于太原組上部，上距K3砂巖0～33.31m，平均9.44m，煤厚3.40～13.15m，平均8.01m，為穩定大部可采煤層，含夾矸0～3層，夾矸巖性為泥巖或炭質泥巖。煤層直接頂板為泥巖，老頂為中粗粒砂巖，底板為炭質泥巖、泥巖等。

根據地質資料顯示，工作面以西680m有一條f11斷層，斷層傾角為75°，為減少斷層帶影響，4101回風順槽施工至647m時按設計進行拐彎施工開切眼，最終4101切巷布置后與回風順槽成78°夾角，與運輸順槽成102°夾角，如圖1所示。

圖1 蘭花永勝煤礦一采區4101工作面布置示意圖

4101工作面采用綜合機械化后退式采煤工藝，當工作面回采至距停采線50m時按設計進行旋轉調面，確保調面后工作面與頭尾順槽成90°夾角，為減少工作面拐點三角煤住損失以及能夠及時調整工作面方向，需在工作面拐點處對工作面進行調整，為確保能夠安全高效調整工作面，蘭花永勝煤礦技術科通過技術分析決定采用等分法旋轉調面回采工藝。

2 旋轉調面技術要求

2.1 旋轉中心的確定

4101工作面回采至距停采線50m處時工作面順槽滯后回風順槽，為方便工作面在旋轉期間能夠快速出煤，以及確保輸送機與轉載機搭接穩定，決定將旋轉中心選在機頭位置，采用旋轉機尾的方法進行回采。

2.2 工作面設備布置

4101工作面傾向長度為180m，工作面頭尾各穩裝兩架型號為ZYT10000/26/55D端頭支架，工作面中間穩裝101架型號為ZYG10000/26/55D基本支架，支架寬度為1.75m。工作面煤炭運輸采用型號為SGZ1000/2×855刮板輸送機，輸送機設計允許彎曲角度為 1.2°。采用型號為MG650/1630-WD雙滾筒牽引采煤機，采煤機割煤深度為0.75m。

2.3 等分法的確立

4101工作面刮板輸送機最大彎曲角度為1.2°，采煤機單刀割煤深度為0.75m，所以當刮板輸送機尾部采煤機每割一刀煤，刮板輸送機允許移溜直線距離為：

式中：

A-采煤機截割深度，0.75m；

α-刮板輸送機最大允許彎曲角度，1.2°。

所以L=37.5m。一架支架寬度為1.75m，在允許移溜直線范圍內穩裝的支架數N=L/1.75=21架；工作面共計穩裝105架，所以等分數m=105/21=5。

3 旋轉調面施工方案

（1）通過計算可確定工作面采用六等分法進行旋轉回采，每等分共計21個支架，所以從機尾向機頭方向第一等分點在84號架，第二等分點在63號架，第三等分點在42號架，第四等分點在21號架，第五等分點在2號架，共計短刀煤4刀，長刀煤1刀。

（2）首先將采煤機移至84號支架處然后向機尾方向進行斜切上行進刀，當采煤機割煤至105號支架處時下行空刀返回至第二等分點63號支架處，此時將84～105號范圍內支架及刮板輸送機依次前移。

（3）第二內循環割煤從63號支架處斜切進刀，當采煤機割煤至105號支架處時下行空刀返回至第三等分點42號支架處，此時將63～105號范圍內支架及刮板輸送機依次前移。

（4）第三內循環割煤從42號支架處斜切進刀，當采煤機割煤至105號支架處時下行空刀返回至第四等分點21號支架處，此時將42～105號范圍內支架及刮板輸送機依次前移。

（5）第四內循環割煤從21號支架處斜切進刀，當采煤機割煤至105號支架處時下行空刀返回至第五等分點2號支架處，此時將21～105號范圍內支架及刮板輸送機依次前移。

（6）第五內循環割煤從2號支架處斜切進刀，當采煤機割煤至105號支架處時下行空刀返回至3號支架處，此時將3～105號范圍內支架及刮板輸送機依次前移，整個工作面一個循環進刀完成，如圖2所示。

（7）當工作面第一個循環進刀完成后開始第二循環進刀，第二循環進刀方式與前者相同，由于4101工作面需旋轉角度為15°，旋轉距離為37m，每一個循環工作面旋轉前移步距為0.75×5=3.75m，所以4101工作面在旋轉回采時共計需割煤10刀。

圖2 4101工作面等分法旋轉回采割煤進刀方式示意圖

4 結束語

通過技術研究，山西朔州平魯區蘭花永勝煤業有限公司對4101工作面在末采時采用等分法進行旋轉回采，實踐證明采用該方法有效解決了工作面末采時三角煤柱回采率低、回采困難等難題，預計4101工作面可多回收3萬t原煤。采用該方法進行旋轉回采，無需人工搬運設備，降低了設備故障率，保證了末采時不規則工作面安全、高效回采，取得了顯著的經濟、安全效益，該方法得到了集團公司一致認可，并在其他煤礦成功推廣應用。