綜采工作面大角度調(diào)斜工藝分析及應(yīng)用

賀 龍 李治毅

（晉能控股煤業(yè)集團北辛窯礦，山西 忻州 036700）

北辛窯煤礦8102工作面位于一采區(qū)，西鄰+1040南翼回風巷，標高1 003.5～1 100.5 m。2102巷走向長度854 m，5102巷走向長度548 m，傾向長度165 m，工作面長161.6 m，平均傾角20°，面積57 869 m2。8102工作面運輸巷的布置方向為東西向，切眼的布置方向是南北向，北部與8103工作面之間留設(shè)8 m煤柱。由于受上覆工業(yè)廣場的影響，故留設(shè)工業(yè)廣場保護煤柱，近一半的資源量被壓覆而損失。

1 概況

在運輸巷掘進過程中，根據(jù)探測資料及周邊的鉆孔資料[1]，煤層的厚度變化較小，平均煤厚為6.3 m；煤層的結(jié)構(gòu)比較復雜，煤層中含有2～7層的矸石，矸石厚為0.1～1 m，矸石主要以泥巖和灰黑色炭質(zhì)泥巖為主。煤層的頂?shù)装迩闆r具體見表1。工作面總體基本呈南西高、北東低，煤層傾角為11°～25°，一般為20°～22°。在工作面南部F8正斷層發(fā)育，5102回風順槽在掘進過程中，揭露斷層，且斷層兩側(cè)的煤層與斜向裂隙發(fā)育相互垂直，巖石較為破碎，煤層容易出現(xiàn)垮落。

表1 煤層頂?shù)装迩闆r

該工作面采用單一走向長壁式采煤方法，綜合機械化低位放頂煤開采工藝，落煤和裝煤作業(yè)采用SL500AC型采煤機、SGZ1000/2100型前部刮板運輸機、SGZ1250/2100型后部刮板運輸機和ZFQ13000/25/38型低位放頂煤支架。

2 大角度調(diào)斜工藝分析

為減少工作面丟煤，對大角度煤層按比例插刀的方式進行工作面角度調(diào)整[2]，讓刮板輸送機和停采線實現(xiàn)平行，再向前推進。為了確保工作面在正巷導線點、副巷導線點20 m處停止回采，在停采線10.2 m處進行鋪網(wǎng)上繩，在副巷推進到導線點45 m處開始調(diào)斜。工作面平面布置圖如圖1。

圖1 工作面平面布置圖

2.1 調(diào)斜施工工藝

在調(diào)斜的過程中，讓刮板輸送機向機頭處下滑，進行單向推移。在機尾處割煤時，與工作面的傾斜方向保持一致，從機頭向機尾進行移架和推溜。在機頭處割煤時，采煤機從原進刀位置依次向機尾進行推溜，如果刮板輸送機向機尾處上竄，要反向從上到下進行移架和推溜。

在回采時，機尾每向前推進2次，機頭推進1次，每次的截深為0.6 m，按照拉機尾—頂溜—拉一次機頭后反刀—頂溜—拉第2次機尾的工藝順序，在正常推采割煤過程中，每割通三角煤后拉一次機頭機尾，一次拉機頭返刀時要割透煤壁，每次從機尾向機頭割煤，推溜也由機尾向機頭方向推進，直到回采溜子與停采線平行停止[3]。

2.2 調(diào)斜施工方法

對工作面進行調(diào)斜時，從機尾端頭斜切進刀，每刀截深為0.6 m，從機尾向機頭方向進行割煤、拉架和頂溜，在割到機頭時返刀，從機頭端頭斜切進刀，每刀截深為0.6 m，機頭順序頂溜到第2次拉機尾時為割透，第2個循環(huán)開始按2:1的插刀，機頭比機尾少進一刀，然后向機尾方向進行割煤和拉架，割至機尾且沖直煤壁后，從機尾向機頭開始頂溜，往復循環(huán)，直到回采溜子的調(diào)斜角度平行于停采線為止。再進行割煤—拉架—頂溜作業(yè)，每刀進行一次拉機頭和機尾。根據(jù)現(xiàn)場情況，在調(diào)斜時支架從機尾向機頭方向靠架，機尾向機頭頂溜，支架和溜槽之間的錯距要少于0.2 m。

3 應(yīng)用效果

針對8102工作面在調(diào)斜期間輸送機會出現(xiàn)上竄、下滑的現(xiàn)象[4]（其運動軌跡如圖2），提前對巷道下幫進行擴幫，擴幫的長、寬分別為5 m，將工作面調(diào)斜采成下端頭，使工作面處于上竄狀態(tài)，然后摘除排頭架上的十字頭以達到延長工作面溜槽的目的，然后按照1:12的比例對工作面調(diào)斜采成上端頭。在調(diào)斜后工作面會向下滑動，為了減少向下的滑動量，可以采用單向推移輸送機，也可以使用液壓點柱蹌機頭及溜槽來輔助推移車頭和輸送機。如果作業(yè)過程中出現(xiàn)支架下滑現(xiàn)象，在拉架時可以打戧點柱來減緩這種情況。

圖2 輸送機頭運動軌跡

在工作面向下滑動時，與工作面連接的溜子會逐漸向下幫擺動，確保工作面與橫溜子完全搭接，在溜子縮到最短時，拆除溜子，保證正常出煤。由于調(diào)斜的比例太大，在向前推進時，工作面經(jīng)常會發(fā)生咬架或擠架，為確保正常推進，采用單體液壓支柱來調(diào)架，實際調(diào)斜時按1:12的調(diào)斜比例進行推進。下半段支架會出現(xiàn)擠死現(xiàn)象，無法進行拉架，因此，每次進行調(diào)斜時，按照先正推上巷四次，再讓下巷正常割透，最后推移輸送機的步驟來進行，以此緩解咬架或擠架，達到調(diào)斜1:12的要求。

根據(jù)開采經(jīng)驗，8102工作面在正常推進過程中，要確保下巷超前，且超前上巷14～16 m，在巷道方向發(fā)生調(diào)轉(zhuǎn)時，工作面會慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)樯舷锍?，大大加快工作面溜子和支架的下滑速度，使溜子和支架進入巷道的下幫，在合理控制以及對工作面進行大角度調(diào)斜后，工作面的調(diào)斜角度為84°，回采率為83%。

4 結(jié)論

（1）選擇比例插刀方式對工作面角度進行調(diào)整，配合正規(guī)循環(huán)作業(yè)，確保刮板輸送機與停采線平行，保證正常安全開采。

（2）對工作面進行大角度調(diào)斜后，工作面的調(diào)斜角度為84°，回采率為83%，減少了丟煤現(xiàn)象。