综合机械化采煤工作面过大拐角技术的探索与实践.doc

综合机械化采煤工作面过大拐角技术探索与实践郭金明1 张仲春2 （平顶山工业职业技术学院 平顶山煤业集团四矿 河南 平顶山 467001） 内容提要 因为地质结构复杂, 在使用综采时造成一定难度, 经过分析综采工作面过大拐角开采技术影响原因, 提出了对策和现场管理方法, 经过实施证实了综采工作面过大拐角可行性, 确保了回采工作面进度, 提升了回采率, 取得了很好效果。 关键词 综采工作面 过大拐角 考虑原因 技术可行性 伴随矿井开采时间和开采深度增加, 大块煤田逐步降低, 且地质结构越来越复杂, 利用原有巷道回收边角煤柱已成为延长矿井服务年限、 提升回采率关键方法, 这么回采顺槽会出现拐弯折线, 而综采过拐点又比较困难, 轻易出现挤架、 倒架、 爬架, 运输机难以管理, 顶板难以控制等困难。为此必需对综采工作面过大拐角技术进行探索与实践。1 工作面概况 四矿己一采区西翼己15煤层大部分不可采, 下部局部可采, 为了回收己一西翼西部可采己15煤, 我们采取了己三采区第一个己15工作面己15-23020巷道向上拐55到西翼下部(巷道部署如图1所表示)。工作面采长200m, 拐点以里煤炭储量18.9万t。该工作面地质结构简单, 煤层赋存稳定, 该面下覆已16-17, 煤层已经回采结束, 为上行开采, 且煤层间距较薄, 所以工作面机风两巷及工作面顶板破碎, 支护难度较大。工作面支架选择ZY2600-1022型掩护式支架, 采煤机采取MG-132320-W型, 运输机选择SGZ-630264WS型封底式, 转载机选择一部桥式40T型转载机。图l巷道部署图2 过拐角调斜确定旋转角度较小应考虑原因 调斜位置应选择在煤层稳定、 顶板中等稳定以上, 不受临近工作面采动影响, 地质结构少, 无老巷缓倾斜以下煤层中, 以降低调斜工艺难度。另外, 设备可靠性要强, 进入调斜区域之前, 对设备进行预检, 加强工作面技术管理, 制订周密调斜计划。综采工作面调斜关键设备是液压支架, 支架架型要适宜, 可靠性要强, 架间有一定间隙, 有良好侧向调整机构。21调斜旋转中心确定 调斜旋转中心分固定旋转中心和不固定旋转中心。固定旋转中心分为实旋转中心和虚旋转中心。实旋转中心就是旋转中心设在扇形块段顶端, 即巷道转折点处, 在巷道内能确切地测出其位置。虚旋转中心即旋转中心设在扇形块段之外, 只能用做图法在图纸上画出其确切位置。211 旋转角度较小时, 应考虑原因 通常旋转角度较小, 能够绕一个固定中心旋转。关键考虑以下原因: (1)最好以工作面下机头端为旋转中心, 旋转上机头, 以确保旋转期间工作面运输机头与顺槽转载机能正常搭接, 运输通畅。若以上机头为旋转中心时, 应采取方法, 确保运输正常。 (2)旋转中心处顶板要稳定, 无地质结构, 不受周围其它工作面采动影响。 (3)旋转中心位于工作面上端时 能够预防旋转中心支架挤向中心, 有利于从下端移输送机, 克服输送机下滑现象。212旋转角度较大时, 应考虑关键原因 过大拐角旋转角度较大时, 通常采取不固定旋转中心。选择不固定旋转中心关键考虑以下原因: (1)旋转中心周围工作面无推进度或推进度很小, 但为了调向, 必需原地反复支撑顶板, 很轻易使旋转中心周围顶板破碎、 跨落。 (2)因为旋转中心周围无推进度或推进度很小, 旋转中心轻易出现支架下滑、 上窜、 挤架、 散架现象, 极难调整。 (3)依据顶板稳定性, 选择旋转中心形式。当在顶板稳定、 地质条件好时, 可选择实旋转中心, 顶板经得起支架原地反复支撑。 (4)若顶板经不起支架原地反复支撑, 则应采取虚旋转中心, 使工作面距旋转中心近一端也有一定推进度, 方便在推进中调整处于不正常状态支架; 或者采取非固定式旋转中心, 立即工作面总旋转角分为若干小角度, 每个小角度设一个旋转中心, 以缩短旋转中心在一处固定时间, 保持旋转中心周围顶板完整性。3 工作面关键调斜参数计算公式 (1)提前量T T=nfB(1) (2)每循环割煤刀数m （2) (3)扇形块段小端(靠近旋转中心一端)与大端之间推进度之比i （3） (4)每循环调斜或旋转角度(4) 式(1)、 (2)、 (3)、 (4)中 n一调斜或旋转一个扇形块段所需循环数, 个; f一每循环割通刀数, 通常f=13; B一每割一刀截深, m; L一工作面长度, m; W一输送机合理弯曲长度, m; d1、 d2一输送机机头、 机尾(包含过分槽)长度, m: g一采煤机机身长度, m; m一扇形大端进刀数。4 参数确定与生产现场应注意多个方面 依据己15-23020综采工作面拐角较大实际情况, 确定该工作面为虚旋转中心, 采煤机割煤时, 不管是割通刀还是短刀, 截深一直不变。运输机可弯曲长度15m, 每循环刀数11刀, 即每循环割1个通刀、 10个短刀, 相邻两刀长度差15m, 工作面两端长度各为30m, 方便于端头作业。确定循环数16次, 调斜提前量为16。在实际工作中关键做到以下几点: (1)经过做图法作出虚旋转中心位置后, 在上下顺槽内正确测出并标定各点, 严格根据各点标定进度调斜。 (2)为预防运输机上窜, 严格掌握推移与调直运输机次序。 (3)除割通刀外, 支架移架方向保持不变, 一组通刀短刀割完以后, 将输送机沿全工作面调直, 并割齐煤壁, 将全工作面支架排成直线, 而且垂直于煤壁, 为下一循环打好基础。 (4)因为大端为机巷, 所以工作面输送机与机巷转载机搭接处常常变动, 难于确保搭接要求, 易造成运输困难, 首先我们在拐角处掘了一条90m长补机巷(见图2所表示), 接着在每循环过完后对下机头进行接掐运输机槽子, 调斜完成共掐接运输机各8次, 确保了机巷运输正常。 图2补机巷位置示意图(5)因为上机头旋转中心推进度很小, 必需原地反复支撑顶板, 端头段顶板破碎, 易抽条掉顶, 在上机头处打木垛加强支护, 确保了顶板安全。5 实施效果及结论51实施效果经过在顶板破碎情况下对综采大拐角旋转开采探索与实践, 依据工作面具体情况, 分析了工作面过大拐角时应考虑原因和工艺, 掌握了综采工作面过大拐角开采技术, 成功回采出已15煤15万t, 月均5万t以上, 既确保了安全生产, 又取得了显著经济效益和社会效益。52结论 (1)综采工作面以风巷上段为旋转中心过大拐角旋转开采是可行, 能够实现安全、 稳定高效开采。 (2)在顶板较破碎条件下, 过大拐角旋转开采, 应采取虚拟旋转中心或加大甩斜提前量, 增大旋转半径, 同时关键加强工作面直线段管理, 立刻调整支架, 加强顶板动态监测, 确保支架初撑力是管理关键。 (3)从工作面上段(风巷外)为旋转中心过大拐角开采应依据工作面部署支架数量, 在确保过拐角期间不扩帮或少扩帮, 运输机最少延长和缩短量及最少掐接次数前提下, 提前设计折线拐角巷道, 以避免生产过程中开掘补机巷。(4)综采过大拐角开采要实现正规循环和安全高效, 必需合理确定甩斜百分比和周期。郭金明, 男, 1956年7月, 河南周口人, 副教授, 毕业于中国矿业大学采矿工程专业; 现在平顶山工业职业技术学院从事煤矿开采技术专业教学和教科研工作; 发表论文10余篇。联络电话: Research and Practice on How to Deal with the Extra Turn in Digging Coal by Comprehensive Machine GUO Jin-ming1 ZHANG Zhong-chun2(Pingdingshan Industrial College of Technology The 4th Coal Mine of Pingdingshan Coal Industry Group, Pingdingshan, Henan, 467000)Abstract: The complex geological construction causes great difficulties in mechanical diggings. The article, through analyzing the factors that affect the mechanical diggings in extra turn, lists the methods as well as the management measures on the spot. The practice demonstrates the availability of mechanical diggings in extra turn, guarantees the progress of the back stoping and betters the percentage of recovery. All of these make an ideal effect.Keywords: mechanical diggings; extra turn; factors concerned; technical availability