“刀把”式綜采工作面技術(shù)創(chuàng)新及開(kāi)采實(shí)踐

王祥獅

【摘 要】為推行礦區(qū)大規(guī)模機(jī)械化、集約化生產(chǎn)方式，提高礦井資源回收率，減少綜采工作面搬家倒面次數(shù)，將采煤工作面設(shè)計(jì)為“刀把”式?；夭善陂g，工作面面臨大角度旋轉(zhuǎn)開(kāi)采，該文主要介紹不規(guī)則采煤工作面開(kāi)采方法及技術(shù)難題。

【關(guān)鍵詞】旋轉(zhuǎn)開(kāi)采;刷幫;技術(shù)

一、工作面布置

蘆嶺煤礦將Ⅱ104東翼采區(qū)三個(gè)工作面合成一個(gè)工作面，原工作面機(jī)巷改為工作面腰巷，原工作面切眼改為現(xiàn)工作面機(jī)巷并延伸，原工作面風(fēng)巷改為現(xiàn)工作面切眼并進(jìn)行方位調(diào)整。

Ⅱ1041工作面巷道布置圖

調(diào)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(zhuǎn)開(kāi)采技術(shù)

1、旋采方案設(shè)計(jì)

（1）旋轉(zhuǎn)方式選擇：由于工作面旋轉(zhuǎn)角度（70°）大，同時(shí)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中還要延長(zhǎng)和縮短工作面，旋轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，如采用實(shí)中心旋轉(zhuǎn)，機(jī)尾處長(zhǎng)時(shí)間不推進(jìn)，頂板、煤壁難以維護(hù)，因此，根據(jù)Ⅱ1041工作面頂板條件，為利于工作面機(jī)尾處頂板控制及防止擠架，并且方便在調(diào)斜過(guò)程中機(jī)尾增加支架，采用虛中心旋轉(zhuǎn)開(kāi)采。

（2）進(jìn)刀比例選擇：通過(guò)公式計(jì)算不同進(jìn)刀比例，在計(jì)算的過(guò)程中，每個(gè)切割循環(huán)的轉(zhuǎn)角相等，因此切割循環(huán)的轉(zhuǎn)角α不得大于工作面輸送機(jī)允許彎曲的角度α'，即：

式中：N—循環(huán)內(nèi)調(diào)斜刀數(shù);

b—采煤機(jī)截深，m;

L—工作面長(zhǎng)度，m。

由此可得出一次循環(huán)內(nèi)采煤機(jī)調(diào)斜刀數(shù)為：

旋轉(zhuǎn)工作面使用的是SGZ-800/800型刮板輸送機(jī)，根據(jù)該輸送機(jī)技術(shù)特征，此處取輸送機(jī)允許彎曲的角度α'為1.5°，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中工作面長(zhǎng)度L=207m，采煤機(jī)實(shí)際截深b=0.7m，由上式可計(jì)算出循環(huán)內(nèi)調(diào)斜刀數(shù)為7.8刀，根據(jù)工作面實(shí)際情況取調(diào)面比例為1：8，即工作面機(jī)頭處進(jìn)八刀，機(jī)尾處進(jìn)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(fēng)巷距拐點(diǎn)前14m處，機(jī)巷距拐1點(diǎn)前70m處開(kāi)始旋轉(zhuǎn)開(kāi)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(zhǔn)備工作

工作面旋采期間，機(jī)巷需要旋轉(zhuǎn)25°、30°、17°，經(jīng)過(guò)3次變向，方能完成旋轉(zhuǎn)開(kāi)采。由于轉(zhuǎn)載機(jī)的彎曲度很小，可視為一個(gè)整體，為保障旋轉(zhuǎn)期間出煤系統(tǒng)暢通，需提前對(duì)機(jī)風(fēng)巷拐點(diǎn)進(jìn)行刷大及出煤系統(tǒng)改造。

（1）機(jī)巷拐點(diǎn)刷大設(shè)計(jì)

機(jī)巷拐點(diǎn)刷幫時(shí)，轉(zhuǎn)載機(jī)長(zhǎng)度按照50m計(jì)算，同時(shí)考慮轉(zhuǎn)載機(jī)與皮帶機(jī)最大夾角不超過(guò)10°。根據(jù)各拐點(diǎn)角度，確定各拐點(diǎn)刷大尺寸圖所示：

機(jī)巷拐點(diǎn)刷大設(shè)計(jì)圖

根據(jù)轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ830/315的主要技術(shù)參數(shù)，以及轉(zhuǎn)載機(jī)與皮帶機(jī)最大夾角不超過(guò)10°，經(jīng)驗(yàn)算，拐點(diǎn)1（25°）處有296mm的富余量;拐點(diǎn)2（30°）處有444mm的富余量;拐點(diǎn)3（17°）處有242mm的富余量，因此，拐點(diǎn)刷幫量能夠滿足轉(zhuǎn)載機(jī)通過(guò)拐點(diǎn)的要求。

（2）風(fēng)巷拐點(diǎn)刷大設(shè)計(jì)

旋采期間工作面需增補(bǔ)支架。隨工作面旋轉(zhuǎn)，工作面長(zhǎng)度逐漸延長(zhǎng)或變短。旋轉(zhuǎn)期間需增補(bǔ)或縮減液壓支架及鏈板機(jī)，同時(shí)對(duì)風(fēng)巷拐點(diǎn)進(jìn)行刷大，風(fēng)巷拐點(diǎn)刷大尺寸圖所示：

風(fēng)巷拐點(diǎn)刷大設(shè)計(jì)圖

（3）出煤系統(tǒng)改造方案

以過(guò)機(jī)巷1拐為例：當(dāng)工作面第五部皮帶機(jī)縮至最短時(shí)，拆除第五部皮帶機(jī)，縮短第四部皮帶機(jī)，將機(jī)巷轉(zhuǎn)載機(jī)SZZ830/315拉過(guò)機(jī)巷1拐點(diǎn)，與第四部皮帶機(jī)搭接，在原轉(zhuǎn)載機(jī)位置鋪設(shè)一部SGB620-40T刮板輸送機(jī)與工作面運(yùn)輸機(jī)搭接，SGB620-40T刮板輸送機(jī)跟隨轉(zhuǎn)載機(jī)前移。（過(guò)機(jī)巷2拐、3拐時(shí)出煤系統(tǒng)改造與1拐方法相同）當(dāng)工作面機(jī)巷過(guò)完拐點(diǎn)后，拆除SGB620-40T刮板輸送機(jī)。

旋轉(zhuǎn)回采期間機(jī)巷出煤系統(tǒng)設(shè)備布置方式：工作面運(yùn)輸機(jī)→SGB620-40T刮板輸送機(jī)→SZZ830/315轉(zhuǎn)載機(jī)→SDJ-150膠帶輸送機(jī)。

3、旋采期間技術(shù)要求

（1）旋轉(zhuǎn)開(kāi)采期間，為防止車下滑，必須嚴(yán)格按照從下往上抵車。拉架時(shí)，嚴(yán)格按照從上往下拉架，峒峒調(diào)整支架狀態(tài)，液壓支架后尾往機(jī)頭方向調(diào)，確保支架垂直煤壁。必要時(shí)采用單體或者千斤頂進(jìn)行調(diào)架。

（2）過(guò)拐點(diǎn)期間，兩巷超前支架若拉移困難，應(yīng)將超前支架拆分后拉至拐點(diǎn)外直巷段。

（3）甩采期間，由于工作面斜長(zhǎng)、傾角變化，工作面機(jī)頭出現(xiàn)變長(zhǎng)、變短情況，夠一節(jié)槽子距離時(shí)，及時(shí)進(jìn)行縮機(jī)頭或延機(jī)頭。

（4）甩采期間，嚴(yán)格采用大茬甩采，嚴(yán)禁小茬甩采，確保工作面運(yùn)輸機(jī)、液壓支架上線。

（5）隨工作面旋轉(zhuǎn)，工作面長(zhǎng)度逐漸延長(zhǎng)或變短。旋轉(zhuǎn)期間需增補(bǔ)或縮減液壓支架及鏈板機(jī)，工作面進(jìn)架選擇從風(fēng)巷采用無(wú)極繩絞車進(jìn)架。

4、旋轉(zhuǎn)期間技術(shù)難點(diǎn)

（1）旋轉(zhuǎn)期間工作面長(zhǎng)度變化大，會(huì)出現(xiàn)機(jī)頭變短或變長(zhǎng)，工作面鏈板機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接困難。旋轉(zhuǎn)期間需嚴(yán)格控制工作面運(yùn)輸機(jī)上竄、下滑。

（2）由于工作面旋轉(zhuǎn)角度大，生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)液壓支架調(diào)整跟不上輸送機(jī)調(diào)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(xiàn)象。直接影響工作面生產(chǎn)。

（3）由于機(jī)尾長(zhǎng)時(shí)間推進(jìn)度較小，機(jī)尾段煤壁受采動(dòng)影響較大，容易出現(xiàn)超前片幫，造成漏頂。

（4）隨工作面旋轉(zhuǎn)，工作面長(zhǎng)度逐漸延長(zhǎng)。旋轉(zhuǎn)期間需增補(bǔ)液壓支架及延鏈板機(jī)。

三、實(shí)施效果

Ⅱ1041綜采工作面通過(guò)優(yōu)化回采技術(shù)方案，工作面順利回采結(jié)束。該工作面成功回采為類似不規(guī)則綜采工作面回采提供了技術(shù)參考。