淺析采煤工作面調(diào)斜方法及“3—1”式調(diào)斜回采工藝的應(yīng)用

郭紹坤++高明

摘 要：我國東北地區(qū)煤礦資源形勢嚴(yán)峻，多個(gè)煤炭企業(yè)已經(jīng)設(shè)計(jì)開采二水平采區(qū)，部分礦井進(jìn)入殘采階段。因此為了節(jié)約資源會(huì)越來越多出現(xiàn)不規(guī)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(diào)斜方法并探索“3-1”式調(diào)斜回采工藝在實(shí)踐中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：采煤工作面 調(diào)斜方法 3-1式調(diào)斜回采工藝 應(yīng)用效果

中圖分類號(hào)：TD823 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）09（c）-0106-02

1 煤炭行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和采煤工作面調(diào)斜開采的必要性

1.1 煤炭行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀

我國煤炭行業(yè)剛經(jīng)歷了“煤炭的黃金十年”發(fā)展期，在推動(dòng)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也為當(dāng)?shù)氐慕ㄔO(shè)做出了巨大貢獻(xiàn)。但是目前遼寧地區(qū)的煤炭資源越來越少，遼寧煤炭企業(yè)普遍存在剩余資源量逐年減少，后備資源嚴(yán)重不足，采場接續(xù)困難，新建礦井埋藏深、安全生產(chǎn)管理難，生產(chǎn)成本逐年加大，近兩年煤炭企業(yè)利潤嚴(yán)重下滑。因此，合理開發(fā)資源、減少開采中的浪費(fèi)提高回采率成為遼寧煤炭企業(yè)的主要生產(chǎn)方針。

1.2 采煤工作面調(diào)斜開采的必要性

在煤礦正常生產(chǎn)過程中，經(jīng)常會(huì)遇到回采工作面不規(guī)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(xiàn)的越來越多。為了能更好的回收這部分煤炭資源，勢必進(jìn)行調(diào)斜開采。

2 采煤工作面常見的調(diào)斜方法

2.1 實(shí)中心調(diào)斜

所謂實(shí)中心調(diào)斜就是以一端點(diǎn)O1為圓點(diǎn)，以工作面長L為半徑，以推進(jìn)步距為弧長劃弧前進(jìn)，以此法調(diào)動(dòng)工作面前進(jìn)的方法。

2.2 虛中心調(diào)斜

所謂虛中心調(diào)斜就是工作面兩端都有成一定比例的推進(jìn)量，把調(diào)斜角α分成若干個(gè)小角α1采煤機(jī)通過割一組通刀后，工作面轉(zhuǎn)過α1角，完成一個(gè)調(diào)斜循環(huán)。其中兩頭進(jìn)度常見比例可為：2∶1；3∶2；3∶1，2-1式調(diào)斜回采技術(shù)適用于頂板條件一般，可以緩慢轉(zhuǎn)角的工作面；3-2式調(diào)斜回采技術(shù)適用于頂板穩(wěn)定，可以緩慢轉(zhuǎn)角的工作面；3-1式調(diào)斜回采技術(shù)適用于頂板穩(wěn)定，要求快速轉(zhuǎn)角的工作面。

3 采煤工作面調(diào)斜管理重點(diǎn)

采煤工作面調(diào)斜的技術(shù)管理重點(diǎn)就是控制工作面刮板運(yùn)輸機(jī)的上竄和下滑，刮板運(yùn)輸機(jī)的上竄和下滑導(dǎo)致運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接不合適，造成底溜帶貨，刮板運(yùn)輸機(jī)負(fù)荷增大容易導(dǎo)致斷鏈；還有可能出現(xiàn)刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭（機(jī)尾）進(jìn)入巷道煤壁內(nèi)，工作面兩順無安全出口，嚴(yán)重影響安全和生產(chǎn)再有就是機(jī)頭（機(jī)尾）端頭支架進(jìn)入工作面，造成兩順出現(xiàn)局部空頂，從而增加了支護(hù)難度和工作量。

4 “3-1”式調(diào)斜回采工藝的應(yīng)用

4.1 N2-401綜采工作面概況

本工作面位于北二采區(qū)西側(cè)，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(fēng)巷；東側(cè)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(fù)雜結(jié)構(gòu)煤層，煤層層數(shù)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(yùn)輸順槽停采線延長10m，回風(fēng)順槽停采線延長28m，這樣回風(fēng)順槽比運(yùn)輸順槽多進(jìn)18m。

4.2 采煤方法頂板管理及“3-1”式調(diào)斜收尾回采技術(shù)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(jī)械化采煤方法。選用MG300/701采煤機(jī)割煤，SGZ-800/2*525刮板運(yùn)輸機(jī)運(yùn)煤，工作面選用ZY6400/13/29支架支護(hù)頂板。

頂板管理：采取全部垮落法處理采空區(qū)。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(yùn)輸順槽超前支護(hù)采用雙排鉸接頂梁下打單體支護(hù)頂板，回風(fēng)順槽采用 ZT9200/19/35型超前支護(hù)支架支護(hù)頂板。

4.2.2 “3-1”式調(diào)斜回采技術(shù)的選擇

由于工作面兩端都有推進(jìn)度，所以選擇虛中心調(diào)斜。（1）虛擬旋轉(zhuǎn)中心的確定。旋轉(zhuǎn)中心在確定時(shí)，需考慮有利于工作面支架調(diào)向，設(shè)備調(diào)直；盡快完成轉(zhuǎn)角，使工作面盡早收尾。（2）旋轉(zhuǎn)中心技術(shù)要求。旋轉(zhuǎn)期間要保證工作面輸送機(jī)機(jī)頭與運(yùn)輸順槽轉(zhuǎn)載機(jī)搭接正常，保持運(yùn)輸暢通。（3）N2-401綜采面煤層賦存穩(wěn)定，頂板穩(wěn)定。（4）采高確定為2.4～2.6m支架穩(wěn)定性較好。（5）調(diào)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(yùn)輸機(jī)下竄。（6）快速轉(zhuǎn)角。虛擬旋轉(zhuǎn)中心距運(yùn)輸順槽的垂直距離為140.14m基于以上考慮選擇“3-1”式調(diào)斜收尾回采技術(shù)。

4.3 “3-1”式調(diào)斜回采工藝

4.3.1 “3-1”式調(diào)斜回采分段割煤設(shè)計(jì)

每調(diào)斜循環(huán)割煤刀數(shù)的確定：（1）每調(diào)斜循環(huán)相鄰兩刀煤錯(cuò)距的確定。N2-401綜采工作面調(diào)斜回采時(shí)，設(shè)相鄰兩刀煤的進(jìn)刀點(diǎn)為拐點(diǎn)，其間距就是相鄰兩刀煤的錯(cuò)距。在做拐點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí)，沿工作面傾向設(shè)定a、b、c、d點(diǎn)為拐點(diǎn)，拐點(diǎn)處的拐角就是每調(diào)斜循環(huán)的轉(zhuǎn)角，而轉(zhuǎn)角又取決于液壓支架每次允許的調(diào)向角。一般液壓支架每次允許的調(diào)向角為1°～2°，轉(zhuǎn)角設(shè)定為α為1.5°，即可求出相鄰兩拐點(diǎn)的間距S=31m。S=B/tanɑ。其中S為拐點(diǎn)間距，B為截深取0.8m。（2）每調(diào)斜循環(huán)割煤刀數(shù)的確定。S=L/N，L為綜采工作面傾長261.4m，拐點(diǎn)間距N為31m，工作面每調(diào)斜循環(huán)需 割煤9刀。取拐點(diǎn)是31m的倍數(shù)這里選取93m和186m即對(duì)應(yīng)工作面支架62號(hào)和124號(hào)。

“3-1”調(diào)斜工藝即每個(gè)小循環(huán)機(jī)頭推進(jìn)0.8m機(jī)尾推進(jìn)2.4m，原班機(jī)頭推進(jìn)2.4m機(jī)尾推進(jìn)7.2m是為一個(gè)大循環(huán)。采煤機(jī)割煤順序：采煤機(jī)割煤至機(jī)尾→124號(hào)→機(jī)尾→62號(hào)→機(jī)尾→機(jī)頭；拉架推移運(yùn)輸機(jī)順序?yàn)楫?dāng)采煤機(jī)由機(jī)尾向124號(hào)、62號(hào)、機(jī)頭割煤時(shí)只拉架不推移運(yùn)輸機(jī)：當(dāng)采煤機(jī)由124號(hào)、62號(hào)、機(jī)頭向機(jī)尾割煤時(shí)由機(jī)頭向機(jī)尾推移運(yùn)輸機(jī)。在一個(gè)小調(diào)斜循環(huán)中割最后一通刀時(shí)，將工作面煤壁割直，刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)沿工作面全長調(diào)直，支架調(diào)正，完成一個(gè)小調(diào)斜循環(huán)。在這種調(diào)斜方式中，每割一刀煤，支架即須調(diào)整一次以適應(yīng)運(yùn)輸機(jī)角度的變化。

4.3.2 “3-1”式調(diào)斜回采管理要點(diǎn)

因工作面機(jī)頭端前移量較小，前端頭頂板壓力較大，所以重點(diǎn)加強(qiáng)工作面前端頭頂板支護(hù)，同時(shí)運(yùn)輸順槽的原有支護(hù)只能滯后切頂線拆除回收，嚴(yán)禁提前回收。完成一個(gè)調(diào)斜循環(huán)，工作面機(jī)尾端須推進(jìn)7.2m，因此要加強(qiáng)機(jī)尾段的勞動(dòng)組織，確保每調(diào)斜循環(huán)任務(wù)的完成。嚴(yán)格掌握調(diào)斜進(jìn)度：在運(yùn)輸、回風(fēng)順槽內(nèi)準(zhǔn)確標(biāo)定出每個(gè)頭的進(jìn)度。支架運(yùn)輸機(jī)的轉(zhuǎn)角、每調(diào)斜循環(huán)的割煤刀數(shù)、每刀煤的長度都要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)進(jìn)行。嚴(yán)格工作面工程質(zhì)量管理：液壓支架要設(shè)專人進(jìn)行調(diào)整，以防發(fā)生擠架、咬架、倒架現(xiàn)象。割煤、拉架、推溜方向必須按設(shè)計(jì)操作，以防支架下滑，刮板運(yùn)輸機(jī)下竄。

5 經(jīng)濟(jì)效果

為礦多生產(chǎn)原煤20456t，減少了煤柱損失，為礦創(chuàng)效470多萬元。

6 結(jié)語

綜采工作面“3-1”式調(diào)斜回采技術(shù)可較好地解決煤柱損失問題，但對(duì)工作面工程質(zhì)量管理和生產(chǎn)勞動(dòng)組織管理水平要求較高，對(duì)于資源緊張的老礦井，“3-1”式調(diào)斜回采技術(shù)，對(duì)提高煤炭回收率，延長礦井使用年限提高經(jīng)濟(jì)效益具有一定意義。通過在N2-401綜采工作面對(duì)這一技術(shù)的應(yīng)用，為進(jìn)一步提高綜采工作面調(diào)斜開采技術(shù)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)也為礦井生產(chǎn)積累了寶貴的管理經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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