綜采工作面轉(zhuǎn)角開采技術(shù)與實(shí)踐

劉劍平 孫欽帥

摘 要：通過對(duì)某煤礦綜采面轉(zhuǎn)角開采的分析， 提出轉(zhuǎn)角開采施工工藝， 采用強(qiáng)行過斷層，調(diào)整支架、運(yùn)輸機(jī)的措施，保證了綜采工作面能夠穩(wěn)定、高產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)采工藝；斷層；方案

為了適應(yīng)地質(zhì)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(zhuǎn)角， 轉(zhuǎn)角的實(shí)質(zhì)就是小角度的旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)角的一般適用條件煤層穩(wěn)定、地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單、頂板中等穩(wěn)定、緩傾斜、近水平煤層。綜采工作在轉(zhuǎn)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(shí)， 將給頂板管理、轉(zhuǎn)采工藝、過斷層的施工方法等帶來諸多困難， 會(huì)影響工作面的單產(chǎn)， 影響礦井的經(jīng)濟(jì)效益。該礦工作面初采轉(zhuǎn)角， 運(yùn)輸巷道旋轉(zhuǎn)弦長(zhǎng)，強(qiáng)行過斷層，通過分析論證， 決定采用一次旋轉(zhuǎn)完成轉(zhuǎn)角，順利完成轉(zhuǎn)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(gòu)造， 南厚北薄， 平均采高2.7，工作面平均坡度60，回風(fēng)巷高、運(yùn)輸巷低、直接頂粉砂巖厚3.2m， 泥質(zhì)膠結(jié)， 遇水較軟， 老頂細(xì)砂巖、粉砂巖及砂礫巖， 硬度較大， 直接底粉砂巖2.0m， 泥質(zhì)膠結(jié)， 厚2.0m。工作面運(yùn)輸巷走向長(zhǎng)260m， 回風(fēng)巷長(zhǎng)160m， 切眼長(zhǎng)180m，工作面配套設(shè)備為一采煤機(jī)MG-200/490，系列支架ZY4000 1.2/2.8，運(yùn)輸機(jī)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(duì)工作面回采影響較大。工作面示意圖，見圖1。

二、斷層預(yù)測(cè)

由于該工作面構(gòu)造復(fù)雜， 只有大致搞清各條斷層在工作面內(nèi)的延伸方向、延伸距離， 才能正確的選擇轉(zhuǎn)采及過斷層的施工方案。斷層在工作面地質(zhì)說明書中已探明， 并在運(yùn)輸巷掘進(jìn)實(shí)見， 延伸至工作面內(nèi)尖滅。在工作面切眼掘進(jìn)及工作面推進(jìn)時(shí)揭露的條小斷層， 從井下實(shí)測(cè)的產(chǎn)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(nèi)3條斷層為伴生小斷層， 在運(yùn)輸巷沒有揭露， 可知此三條斷層亦在工作面內(nèi)尖滅。斷層在工作面內(nèi)出露寬度預(yù)測(cè)已知斷層的產(chǎn)狀后， 先選擇過斷層時(shí)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(zhuǎn)采施工方案

該工作面轉(zhuǎn)采屬于下轉(zhuǎn)采， 即以回風(fēng)巷為旋轉(zhuǎn)中心， 旋轉(zhuǎn)運(yùn)輸巷， 巷道布置以弦代弧， 如圖3所示。

1.調(diào)刀。調(diào)刀工藝工作面每調(diào)一個(gè)角度，需要一組“長(zhǎng)”、“短”刀配合割煤，長(zhǎng)刀即工作面全長(zhǎng)割煤， 短刀即割煤距離小于工作面長(zhǎng)，以增加圓周部分的進(jìn)度，長(zhǎng)、短配合保證推進(jìn)度小的地方，支架移動(dòng)次數(shù)減少，一組長(zhǎng)短刀構(gòu)成一個(gè)切割循環(huán)，若干個(gè)切割循環(huán)完成轉(zhuǎn)采。切割循環(huán)的確定原則：（1）每個(gè)切割循環(huán)內(nèi)調(diào)角弦長(zhǎng)應(yīng)為是采煤機(jī)有效截深的整數(shù)倍雙向割煤為偶數(shù)倍。（2）短刀切割線平行于長(zhǎng)刀， 每次短刀封茬地點(diǎn)拐點(diǎn)的彎曲角度， 不大于運(yùn)輸機(jī)允許最大彎曲角度， 而短刀拐點(diǎn)的彎曲角度， 等于整個(gè)切割循環(huán)的角度。

2.調(diào)架。調(diào)架方式有種， 側(cè)護(hù)板調(diào)架、單體調(diào)架、底座推移千斤頂調(diào)架。從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)可得，基本調(diào)整架方式用側(cè)護(hù)板即可， 簡(jiǎn)單易操作， 拉架時(shí)打出或收回側(cè)護(hù)板即可， 使用單體調(diào)架， 需兩人配合在移架過程中完成調(diào)架， 工序較復(fù)雜， 且危險(xiǎn)， 使用此方法時(shí)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)制定安全措施。在實(shí)際生產(chǎn)中需隨時(shí)觀察運(yùn)輸機(jī)竄量， 調(diào)整好支架狀態(tài)。

3.處理運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾。運(yùn)輸以弦代弧， 造成工作面長(zhǎng)度的變化， 另外，在轉(zhuǎn)采過程中運(yùn)輸機(jī)向旋轉(zhuǎn)中心竄動(dòng)造成機(jī)頭頂幫或割不透， 當(dāng)發(fā)生頂幫時(shí)， 采取劈幫方法當(dāng)發(fā)生割不透時(shí)可采用機(jī)尾加短板或人工開缺口的方法， 劈幫必須采取護(hù)幫頂措施。

四、工作面加架技術(shù)

工作面加架技術(shù)要點(diǎn)：①直接在機(jī)尾加架， 加機(jī)尾架②預(yù)先確定出加架的位置， 將整組支架存放在該處， 當(dāng)機(jī)尾架推至與待加架一齊時(shí)， 完成加架施工， 以簡(jiǎn)化施工過程③選擇好加架條件一般在調(diào)角基本結(jié)束， 支架與運(yùn)輸機(jī)穩(wěn)定不在竄動(dòng)， 機(jī)尾竄進(jìn)工作面有足夠的空間。

五、頂板管理技術(shù)

1.2#、3#架間空頂及機(jī)尾架中部槽出現(xiàn)的空頂采用鋪金屬網(wǎng)上鋼梁并隨采隨鋪網(wǎng)。

2.旋轉(zhuǎn)中心靠工斷層破碎帶高頂區(qū)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(duì)工作面的頂板管理要及時(shí)拉超前架， 減小梁端距， 并做好工程質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化施工， 做到“三直”“二平” 以質(zhì)量保安全。

4.斷層下盤頂部三角煤頂?shù)墓芾恚?要本著防止發(fā)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(hù)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(jié)語

采用此技術(shù)強(qiáng)行通過了斷層， 完成了工作面轉(zhuǎn)采， 多回收煤量4萬噸， 減少了改造巷道110m。通過嚴(yán)密的施工組織， 采取得利的技術(shù)措施， 克服了復(fù)雜的地質(zhì)條件， 基本上杜絕了各類事故的發(fā)生， 尤其是沒有發(fā)生片幫、掉頂引起的中斷生產(chǎn)事故， 有利的保證了安全生產(chǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：劉劍平（1988-），男，現(xiàn)在中煤陜西榆林能源化工有限公司工作。