復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面調(diào)向回采技術(shù)研究

摘 要：依據(jù)青東礦1041工作面回采實(shí)際，并結(jié)合復(fù)雜地質(zhì)條件下綜采工作面調(diào)向回采期間存在的運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭下竄、支架出現(xiàn)擠架、咬架、機(jī)尾出現(xiàn)露頭煤以及機(jī)頭搭接不合理等問題，給出具體的防運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭下竄、防擠架咬架、機(jī)尾露頭煤頂板控制以及機(jī)頭搭接控制等措施，成功實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜地質(zhì)條件下的綜采工作面調(diào)向回采，對今后類似條件的綜采工作面有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：復(fù)雜地質(zhì)條件；綜采工作面；調(diào)向回采

前言

1041工作面為104采區(qū)首采面，煤層平均傾角16°，煤厚1.0-6.4m，平均2.9m。受斷層影響，本工作面設(shè)計(jì)為里外兩段，其中里段工作面傾斜長165m、走向長270m，外段工作面傾斜長195m，走向長196m。局部受斷層影響，煤層起伏變化大。在回采過程中，揭露斷層19條，局部巷道傾角大于28°。工作面在回采外段，為保證資源回收最大化，里段機(jī)風(fēng)巷施工偏移20°，回采期間工作面外段必須進(jìn)行調(diào)向回采。

1 調(diào)向回采前的準(zhǔn)備工作

1.1 確定工作面調(diào)向起始位置

根據(jù)1041工作面巷道布置位置關(guān)系，和工作面頂板、煤壁情況，確定通過采用虛旋轉(zhuǎn)中心調(diào)向開采，以調(diào)整工作面推進(jìn)方向和支架狀態(tài)。

通過上圖，工作面旋轉(zhuǎn)20°時(shí)，風(fēng)巷超前機(jī)巷的距離CD為CD=CO/.tg（20°/2）=190×0.18≈34m

CO/-工作面長度，190m；20°-旋轉(zhuǎn)角度

即旋轉(zhuǎn)20°時(shí)，機(jī)尾比機(jī)頭需多進(jìn)的距離為弧CO//C/，可以計(jì)算出：

CO//C/=2×3.14×190×20°/360°=66m

190-工作面長度；20°-旋轉(zhuǎn)角度

調(diào)向期間循環(huán)內(nèi)刀數(shù)越多，調(diào)采的速度越快，工作面輸送機(jī)及支架滑移現(xiàn)象越嚴(yán)重，考慮到本工作面長度和地質(zhì)條件，選擇循環(huán)刀數(shù)為5，即機(jī)巷進(jìn)一刀，風(fēng)巷進(jìn)5刀，進(jìn)刀比例1：5。

故工作面旋轉(zhuǎn)起始位置距機(jī)巷拐點(diǎn)的距離為2L×5=2L+66

L-旋轉(zhuǎn)起始點(diǎn)至機(jī)巷拐點(diǎn)距離；5-循環(huán)刀數(shù)

所以，L=8m，即當(dāng)工作面回采至機(jī)巷距離拐點(diǎn)8m時(shí)開始甩采，當(dāng)工作面推過機(jī)巷拐點(diǎn)8m結(jié)束。

1.2 調(diào)整工作面設(shè)備狀態(tài)

（1）在工作面推進(jìn)距機(jī)巷拐點(diǎn)8m處時(shí)，工作面進(jìn)入調(diào)向開采階段，此時(shí)工作面所有支架必須正規(guī)有勁，保證不歪、不擠，支架狀態(tài)良好；（2）工作面工作面運(yùn)輸機(jī)頭與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接合理，運(yùn)輸機(jī)平直，最大上下起伏以及彎曲度不大于3°，必須保證“三直”、“一平”、 “兩暢通”；（3）工作面甩采段提前臥底，以保證運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭與機(jī)巷頂板高度不小于0.5m，機(jī)巷人行道不小于于0.8m，高度不小于2.0m。

2 存在問題

2.1 運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭下竄

工作面回采調(diào)向期間，由于工作面運(yùn)輸機(jī)易出現(xiàn)機(jī)頭下滑，導(dǎo)致工作面機(jī)頭處下竄至機(jī)巷下幫。

2.2 擠架、咬架

由于機(jī)尾循環(huán)進(jìn)度比機(jī)巷快（機(jī)風(fēng)巷進(jìn)刀比例1：5），支架隨工作面的推進(jìn)會(huì)出現(xiàn)擠架、咬架現(xiàn)象，支架不正規(guī)，對工作面正常循環(huán)影響較大。

2.3 出現(xiàn)露頭煤

工作面甩采后，運(yùn)輸機(jī)和支架向機(jī)頭方向下滑，工作面逐漸變長，導(dǎo)致機(jī)尾段出現(xiàn)露頭煤，該段頂板及煤幫管理難度大。

2.4 機(jī)頭搭接不合理

工作面運(yùn)輸機(jī)下滑后，機(jī)頭與機(jī)巷轉(zhuǎn)載機(jī)搭接不合理，不利于工作面正常出煤。

3 技術(shù)對策

3.1 運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭下竄控制措施

旋轉(zhuǎn)調(diào)面期間，運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾進(jìn)尺較快，運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭進(jìn)尺較慢，在推移輸送機(jī)時(shí)，運(yùn)輸機(jī)將有下分力，導(dǎo)致運(yùn)輸機(jī)下滑，為抵消這個(gè)向下分力，采取如下相應(yīng)措施：（1）根據(jù)工作面采線與外段機(jī)風(fēng)巷的位置關(guān)系確定甩采比例，調(diào)整采線與外段機(jī)風(fēng)巷的位置關(guān)系，一個(gè)循環(huán)抹茬處的刮板輸送機(jī)的彎曲度要趨于平緩，彎曲段長度不得低于15m，嚴(yán)禁出現(xiàn)陡彎，以防下竄。（2）抵車時(shí)必須是單向抵車，從下往上抵，嚴(yán)禁從上往下抵。必要時(shí)安裝防滑千斤頂及在輸送機(jī)頭使用單體支柱打戧柱。（3）為防止工作面刮板輸送機(jī)下滑，推移過程中必須隨時(shí)調(diào)整支架的支護(hù)狀態(tài)，保證支架的推移方向和刮板輸送機(jī)垂直或有微小的向上推移趨勢，減少運(yùn)輸機(jī)下滑分力。（4）必要時(shí)向機(jī)巷下幫撕幫，轉(zhuǎn)載機(jī)向下幫靠，確保工作面運(yùn)輸機(jī)和機(jī)巷轉(zhuǎn)載機(jī)安全出口暢通。（5）嚴(yán)格控制機(jī)頭機(jī)尾的進(jìn)度情況，班班測量并且記錄，以指導(dǎo)下一班工作。包括：機(jī)頭與轉(zhuǎn)載機(jī)距離，每班機(jī)頭，機(jī)尾上竄或下竄量：機(jī)頭、機(jī)尾位置，調(diào)向剩余工作量。

3.2 防擠架、咬架技術(shù)措施

調(diào)向開采必然造成支架挪移不同步，造成支架不能始終保持垂直于工作面煤壁，造成支架間三角區(qū)，頂板破碎，為防止工作面戧矸，在推移過程中及時(shí)調(diào)整支架，使支架盡量垂直于煤壁，避免支架歪斜和頂板破碎處漏矸現(xiàn)象。（1）移架過程中利用相鄰支架前、后側(cè)護(hù)板的伸、縮調(diào)整支架狀態(tài)：支架中心距始終保持1500±100mm，支架中心線與運(yùn)輸機(jī)法線在準(zhǔn)備及調(diào)采階段保持有向下5～10°的夾角，調(diào)整階段逐步減少夾角，直到支架與運(yùn)輸機(jī)垂直。（2）調(diào)面時(shí)移架要嚴(yán)格按照自上而下的順序，移架時(shí)要使用側(cè)護(hù)板，將支架向上調(diào)，保證架間有足夠的間隙，防止支架擠死現(xiàn)象發(fā)生。（3）調(diào)面旋轉(zhuǎn)過程中，支架若出現(xiàn)歪斜、移不動(dòng)、擠架、爬架等現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)調(diào)架，避免范圍擴(kuò)大。支架調(diào)整已鄰架底座為支點(diǎn)，用外注式單體液壓支柱斜撐在待調(diào)支架尾部，將待調(diào)支架稍微降下，達(dá)到支架調(diào)整目的。（4）用液壓千斤頂輔助調(diào)架時(shí)，千斤頂兩端用錨鏈在支架上固定好，拴牢固，供液時(shí)調(diào)架人員應(yīng)避開千斤頂短鏈的回彈方向。（5）采用輔助千斤頂調(diào)整支架間隙，盡可能把架與架之間中心距調(diào)大，調(diào)整重點(diǎn)是前梁部分，保證在今后調(diào)向回采期間，工作面支架中部以上間隙適當(dāng)減小，工作面中下部支架間隙適當(dāng)增加，確保支架能在正常狀態(tài)下工作。（6）控制工作面采高，嚴(yán)禁超高支護(hù)，采高控制在3.0m。加強(qiáng)礦壓監(jiān)控管理，支架的初撐力不低于25Mpa。

3.3 露頭煤段頂板控制措施

（1）當(dāng)露頭煤長度小于1.5m，煤巖石不太堅(jiān)硬時(shí)采用手鎬或風(fēng)鎬落煤，對新暴露的頂板應(yīng)及時(shí)掛順山梁進(jìn)行支護(hù)。（2）為加強(qiáng)機(jī)尾第一架與使棚段頂板管理，當(dāng)該段露頭煤變長時(shí)逐步加棚，以加強(qiáng)該段工作面頂板支護(hù)強(qiáng)度。（3）端面距不大于300mm。片幫時(shí)應(yīng)及時(shí)腰幫，當(dāng)端面距為300-500mm時(shí)，要及時(shí)打好戴帽點(diǎn)柱；當(dāng)端面距超過500mm時(shí)，應(yīng)及時(shí)掏窩掛梁、過頂、打臨時(shí)點(diǎn)柱。

3.4 機(jī)頭搭接控制措施

（1）當(dāng)運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭下竄不是很長時(shí)，可以適當(dāng)在機(jī)頭加刀，將運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭甩上去。（2）當(dāng)運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭下竄較長時(shí)乃至下竄至機(jī)巷下幫，影響下出口行人運(yùn)料，此時(shí)需要對機(jī)巷下幫進(jìn)行人工撕幫處理，并將機(jī)巷轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾適當(dāng)下?lián)?，以保證運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭能正常好出煤。

作者簡介：萬力（1980，12-），男，安徽淮北人，工程師，淮北礦業(yè)集團(tuán)公司青東煤礦，現(xiàn)從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)工作。