“刀把”式綜采工作面技術創新及開采實踐

王祥獅

【摘 要】為推行礦區大規模機械化、集約化生產方式，提高礦井資源回收率，減少綜采工作面搬家倒面次數，將采煤工作面設計為“刀把”式。回采期間，工作面面臨大角度旋轉開采，該文主要介紹不規則采煤工作面開采方法及技術難題。

【關鍵詞】旋轉開采;刷幫;技術

一、工作面布置

蘆嶺煤礦將Ⅱ104東翼采區三個工作面合成一個工作面，原工作面機巷改為工作面腰巷，原工作面切眼改為現工作面機巷并延伸，原工作面風巷改為現工作面切眼并進行方位調整。

Ⅱ1041工作面巷道布置圖

調整后工作面切眼沿煤層走向布置，前期沿煤層傾向回采，后期沿煤層走向回采。

二、工作面旋轉開采技術

1、旋采方案設計

（1）旋轉方式選擇：由于工作面旋轉角度（70°）大，同時旋轉過程中還要延長和縮短工作面，旋轉時間較長，如采用實中心旋轉，機尾處長時間不推進，頂板、煤壁難以維護，因此，根據Ⅱ1041工作面頂板條件，為利于工作面機尾處頂板控制及防止擠架，并且方便在調斜過程中機尾增加支架，采用虛中心旋轉開采。

（2）進刀比例選擇：通過公式計算不同進刀比例，在計算的過程中，每個切割循環的轉角相等，因此切割循環的轉角α不得大于工作面輸送機允許彎曲的角度α'，即：

式中：N—循環內調斜刀數;

b—采煤機截深，m;

L—工作面長度，m。

由此可得出一次循環內采煤機調斜刀數為：

旋轉工作面使用的是SGZ-800/800型刮板輸送機，根據該輸送機技術特征，此處取輸送機允許彎曲的角度α'為1.5°，旋轉過程中工作面長度L=207m，采煤機實際截深b=0.7m，由上式可計算出循環內調斜刀數為7.8刀，根據工作面實際情況取調面比例為1：8，即工作面機頭處進八刀，機尾處進一刀。

（3）方案選擇

①、選取1：8的比例，確定旋采位置從Ⅱ1041工作面風巷距拐點前14m處，機巷距拐1點前70m處開始旋轉開采。

②、Ⅱ1041工作面旋采方案如圖所示：

Ⅱ1041工作面旋采方案

2、旋采前準備工作

工作面旋采期間，機巷需要旋轉25°、30°、17°，經過3次變向，方能完成旋轉開采。由于轉載機的彎曲度很小，可視為一個整體，為保障旋轉期間出煤系統暢通，需提前對機風巷拐點進行刷大及出煤系統改造。

（1）機巷拐點刷大設計

機巷拐點刷幫時，轉載機長度按照50m計算，同時考慮轉載機與皮帶機最大夾角不超過10°。根據各拐點角度，確定各拐點刷大尺寸圖所示：

機巷拐點刷大設計圖

根據轉載機SZZ830/315的主要技術參數，以及轉載機與皮帶機最大夾角不超過10°，經驗算，拐點1（25°）處有296mm的富余量;拐點2（30°）處有444mm的富余量;拐點3（17°）處有242mm的富余量，因此，拐點刷幫量能夠滿足轉載機通過拐點的要求。

（2）風巷拐點刷大設計

旋采期間工作面需增補支架。隨工作面旋轉，工作面長度逐漸延長或變短。旋轉期間需增補或縮減液壓支架及鏈板機，同時對風巷拐點進行刷大，風巷拐點刷大尺寸圖所示：

風巷拐點刷大設計圖

（3）出煤系統改造方案

以過機巷1拐為例：當工作面第五部皮帶機縮至最短時，拆除第五部皮帶機，縮短第四部皮帶機，將機巷轉載機SZZ830/315拉過機巷1拐點，與第四部皮帶機搭接，在原轉載機位置鋪設一部SGB620-40T刮板輸送機與工作面運輸機搭接，SGB620-40T刮板輸送機跟隨轉載機前移。（過機巷2拐、3拐時出煤系統改造與1拐方法相同）當工作面機巷過完拐點后，拆除SGB620-40T刮板輸送機。

旋轉回采期間機巷出煤系統設備布置方式：工作面運輸機→SGB620-40T刮板輸送機→SZZ830/315轉載機→SDJ-150膠帶輸送機。

3、旋采期間技術要求

（1）旋轉開采期間，為防止車下滑，必須嚴格按照從下往上抵車。拉架時，嚴格按照從上往下拉架，峒峒調整支架狀態，液壓支架后尾往機頭方向調，確保支架垂直煤壁。必要時采用單體或者千斤頂進行調架。

（2）過拐點期間，兩巷超前支架若拉移困難，應將超前支架拆分后拉至拐點外直巷段。

（3）甩采期間，由于工作面斜長、傾角變化，工作面機頭出現變長、變短情況，夠一節槽子距離時，及時進行縮機頭或延機頭。

（4）甩采期間，嚴格采用大茬甩采，嚴禁小茬甩采，確保工作面運輸機、液壓支架上線。

（5）隨工作面旋轉，工作面長度逐漸延長或變短。旋轉期間需增補或縮減液壓支架及鏈板機，工作面進架選擇從風巷采用無極繩絞車進架。

4、旋轉期間技術難點

（1）旋轉期間工作面長度變化大，會出現機頭變短或變長，工作面鏈板機與轉載機搭接困難。旋轉期間需嚴格控制工作面運輸機上竄、下滑。

（2）由于工作面旋轉角度大，生產過程中會出現液壓支架調整跟不上輸送機調整的速度，造成支架底座別住中部槽，使中部槽別勁，促使槽子啞鈴銷子、齒軌等繃斷，槽子“分家”現象。直接影響工作面生產。

（3）由于機尾長時間推進度較小，機尾段煤壁受采動影響較大，容易出現超前片幫，造成漏頂。

（4）隨工作面旋轉，工作面長度逐漸延長。旋轉期間需增補液壓支架及延鏈板機。

三、實施效果

Ⅱ1041綜采工作面通過優化回采技術方案，工作面順利回采結束。該工作面成功回采為類似不規則綜采工作面回采提供了技術參考。