综放工作面调斜过拐点的设计与实践

和虚中心调斜两种 ［1］。 其中 ， 实中心调斜工艺比较简 单 ， 对设备损坏小 ， 但由于旋转端至调斜中心的移架
基金项目 ： 中国矿业大学 “211 工程 ” 三期建设项目 （A90101 ，A90109 ）； 教育部科学技术研究重点项目 （02019 ）
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步距逐步减小 ， 顶板反复支撑次数逐渐增多 ， 调斜中 心处顶板管理困难 ； 虚中心调斜将旋转中心设置在 工作面范围之外 ， 旋转过程中采面两端均有一定推 进 ， 可在一定程度上缓解顶板和煤壁难以维护的困 难 ， 但工程控制难度较大 ［2］。 根据 3201 面的实际 ， 该 面调斜角度不大 （12° ）， 调斜范围和长度较小 ， 顶板 维护问题不突出 ， 同时又是该矿第一次实施调斜工 程 ， 员工经验不足 ， 设备适应调斜能力有待检验 ， 确 定采用以前部输送机机头为旋转中心的实中心的调 斜方式 。
0． 96 m、灰色 、胶结致密 、较坚硬的砂质泥岩 ； 老底厚 度 8． 4 ～ 10． 3 m ， 为灰白色 、 较坚硬 、 局部含鲕状结
构的粗砂岩 。 回风顺槽为梯形断面 ， 净断面积 9． 88 m2， 采用 钢梯支护 ； 运输顺槽为梯形断面 ， 净断面积 10． 1
m2，采用锚网索联合支护 。 为防止工作面输送机和支
m。 旋转中心附近巷道最大宽度将达 6． 2 m。 为保证
每循环的正常调斜角 ， 周边支架要反复支撑以调整 推进角度 ， 又处于下端头采动支撑压力的应力升高 区 ， 必须妥善解决该处的顶板管理问题 。 设计扩刷段基本支护为钢支架单棚 。 为有效控 制顶板 ， 采用打设锚杆配合短钢梁 、 固定长钢梁及设
2． 3
调斜工艺流程 采煤班采用割片刀与割通整刀正常推进相结合
的方式 ［3］ 进行回采 ， 班内片刀截割 2 个以输送机机 头为顶点的扇形三角煤 ， 通整刀进刀 3 次 ， 从而完成
2 排抬棚的方法补强加固 ，扩掘方案如图 1 所示 。
图1
3201 工作面运输顺槽转弯点扩掘方案
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n ＝ α ＝ 12 ＝ 44 α′ 0． 27
（3 ）
调斜安排的 10 d 时间内 ， 原计划每天完成 4 个 调斜循环 ， 共 40 个循环 ， 因此需要在开始或结尾阶 段多组织 4 个调斜循环 。
3
运输顺槽断面扩刷
根据端头液压支架的最大长度 （8． 5 m ）、 转载机
的长度 （35 m ）， 在计算机上进行实物模拟 ， 确定在运 输顺槽过转弯点处向工作面方向扩刷 20 m ， 向工作 面以外方向扩刷 10 m ， 过拐点处向下煤帮侧扩深 2
159．
［2 ］ 方 恩 才 ，张 天 勇 ，张 继 彬． 综 采 工 作 面 调 斜 与 甩 采 技 术 的 应 用 ［J ］． 淮南职业技术学院学报 ， 2001 ，1 （01 ）：59 － 61． ［3 ］ 张光超 ， 吕学强 ． 综采工作面大倾角俯斜扇形回采探讨与实践 ［J ］． 山东煤炭科技 ， 2008 ，（4 ）：84 － 86． ［4 ］ 魏永军 ， 贾坛彬 ． 轻 型 综 采 放 顶 煤 工 作 面 调 斜 技 术 探 讨 ［J ］． 煤 炭工程 ， 2006 ， （8 ）：47 － 48．
作 者 简 介 ：辛
林 （1984 —） ， 男 ， 山 东 泰 安 人 ， 中 国 矿 业
5
结
论
大学硕士在读 ， 从事采煤方法的研究 。 （ 收稿日期 ：2010－03－12 ）
采用前部输送机机头为旋转中心的实中心调斜
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
辛
林等 ： 综放工作面调斜过拐点的设计与实践
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4
技术措施
（1） 调斜效果的优劣 ， 在很大程度上依赖于能
方法及针对性的管理措施 ， 合理安排调斜进度 ， 可以 实现综放工作面顺利通过小转角拐点 。 综采工作面 调斜过拐点的关键在于保证运输设备的有效搭接 。 下出口刷帮地点顶板压力大 ， 较难维护 ， 应采取有针 对性的补强措施 。 3201 综放工作面过拐点工程的顺 利实施 ， 减少了搬家次数 ， 缓解了采掘衔接紧张的局 面 ， 取得了较好的经济效益 。
2
2． 1
调斜方案设计
调斜方法 目前 ， 在工作面调斜方法中 ， 主要有实中心调斜
m，面积 120 269 m2。 煤层结构复杂 ，厚度 7． 5 ～ 13． 6 m， 平 均 11． 1 m 。 工 作 面 倾 角 17． 3 ～ 21° ， 平 均 18． 4° 。 老顶厚度 5 ～ 10 m ， 为白色 、 坚硬 、 厚层状结 构的砂岩 ； 直接顶厚度 0． 32 ～ 7． 2 m ， 泥岩 、 煤互层 ，
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COAL SCIENCE ＆ TECHNOLOGY MAGAZINE
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文章编号 ：1008－3731 （2010 ）02－0055－03
综放工作面调斜过拐点的设计与实践
辛 林 1，2， 杜艳德 1，2， 吴俊一 1，2， 黄温钢 1，2， 王作棠 1，2
Practice and design of dip adjustment of fully mechanized caving face for crossing inflexion XIN Lin1，2， DU Yan－de1，2， WU Jun－yi1，2， HUANG Wen－gang1，2， WANG Zuo－tang1，2 （1． School of Mines， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221116，China；2． State Key Laboratory of Coal Resources and Mine Safety， China University of Mining and Technology， Xuzhou 221008， China） Abstract ： In the process of crossing the inflection point in fully mechanized caving face in a coal mine ， designing rational roll steering method and proportion ， and taking measures to prevent the conveyor from moving upward or downward and to enlarge tunnel by flitching have ensured the stability of roof and reasonable lapping of transport equipment in the process of roll steering ， and also guaranteed the advancing speed and output of working face ， which have achieved good technical and economic effect． Keywords ： inflection point ； proportion of roll steering ； fully mechanized caving face
架下滑 ， 采面伪斜布置 ， 前部刮板输送机机头超前机 尾 8 m 。 拐点位于距离开切眼运输顺槽 580 m 、 回风 顺槽 600 m 处 ， 拐角 12° 。
1
工作面概况
3201 综放工作面所采煤层为 6－2 煤 ， 设计回采
长度 1 152 m ， 倾向长度 94． 2 ～ 109． 4 m ， 平均 104． 4
2． 4
调斜循环转角和循环数 按照调斜设计 ［1］， 每调斜循环的转角为
2． 2
调斜刀数比例 为满足调斜工程中转载设备 、 电站的合理搭接
和顺利整体前移 ， 确定调斜起始点位于拐点前 10
α′ ＝ arctan B ＝ arctan 0． 5 ＝ 0． 27° 104． 4 L
式中 —— 每个片刀调斜循环的转角 ，（° ）； α ′— —— 采煤机截深 ，0． 5 m 。 B— 调斜 12° 的拐点共需循环数为
某矿 3201 综放工作面的设计中 ， 为适应平巷掘 进过程中出现的赋存变化和地质构造 ， 在走向推进 方向上设计了一 12° 拐角 ， 以期采用调斜技术通过 拐点 ， 避免另开切眼搬迁工作面 。 这一过程中 ， 存在 着采面设备的上窜下滑 ， 调斜中心顶板条件恶化 ， 设 备搭接不够和通过空间不足等问题 ， 必须设计合理 的调斜方案 ， 并采取相应的技术措施 ， 以保证工程的 顺利开展 。 泥 岩 为 灰 白 色 ， 松 软 ， 层 面 光 滑 ； 直 接 底 为 0． 5 ～
虚中心调斜将旋转中心设置在工作面范围之外旋转过程中采面两端均有一定推可在一定程度上缓解顶板和煤壁难以维护的困难但工程控制难度较大根据32面的实际该面调斜角度不大2调斜范围和长度较小顶板维护问题不突出同时又是该矿第一次实施调斜工程员工经验不足设备适应调斜能力有待检验确定采用以前部输送机机头为旋转中心的实中心的调斜方式
（2 ）
m，结束点位于拐点后 20 m。 在总调斜过程中 ， 工作
面前部输送机机尾移近距离
Sw ＝ St ＋ 2πL a ＝ 30 ＋ 2 × π × 104． 4 × 12° ＝ 360° 360° （1 ） 52 m
式中 —— 输送机机尾调斜推进距离 ，m ； Sw— —— 输送机机头调斜推进距离 ，30 m ； St— —— 调斜工作面长度 ，104． 4 m ； L— —— 拐角 ，12° 。 a— 该工作面采用 “ 二九一六 ” 制作业方式 ， 两个九 点班为生产班 ， 采煤机截深 0． 5 m 。 在调斜过程中 ， 采面的上出口应保证推进 52 m ， 比下出口多 22 m 。 按每班割 3 长整刀煤设计 ， 运输顺槽日推进 3 m ， 则 整个调斜进度为 10 d， 回风顺槽需日推进 5． 2 m 。 综 上分析 ， 设计调斜期间 ， 每生产班下出口割 3 刀煤 ， 上出口割 5 刀煤 ， 上下调斜比例为 3 ∶ 5 ， 可 保 证 工 作面按进度要求推过拐点 。
（1． 中国矿业大学 矿业工程学院 ， 江苏 徐州
221116 ； 2． 中国矿业大学 煤炭资源与安全开采国家重点实验室 ， 江苏 徐州
221008 ）
摘
要 ： 某矿在综采工作面过拐点的实践中 ， 通过设计合理调斜方法和比例 ， 采取防止输送机
上窜下滑和运输顺槽刷帮扩巷等措施 ， 保证了调斜过程中的顶板稳定和运输设备的合理搭 接 ， 确保了工作面的推进速度和产量 ， 取得了较好的技术经济效果 。 关键词 ：拐点 ； 调斜比例 ； 综放工作面 中图分类号 ：TD82 文献标志码 ：B
参考文献 ：
［1 ］ 徐 永 圻 ． 采 矿 学 ［M ］． 徐 州 ： 中 国 矿 业 大 学 出 版 社 ， 2003 ：157－
否按设计方案实施调斜割煤 ， 要求移架工 、 推溜工和 采煤机司机密切配合 ， 既保证每调斜循环机组正常 运转 ， 又能按设计调斜到位 ， 不超前不滞后 。 （2） 由于调斜期间上下推进速度不等 ， 表现为 上快下慢 ， 势必影响原设计的采面伪斜角度 ， 带来输 送机下滑 ， 要严格按照设计由下向上推溜 ， 并及时调 整支架状态 ， 让支架推进方向有向上的趋势 ， 减少输 送机下滑分力 ［4］。 （3） 严格按预定的工作面上 、 下口推进度和调 斜角度进行推采 ， 每班拐点确切位置必须精确掌握 ， 调斜循环割煤刀数 ， 每刀割煤长度按要求进行 。 （4） 防止支架咬架 、 爬架 ， 通过液压单体柱调整 支架间隔，保证液压支架能在正常状态下受力工作［4］。 （5） 下出口支护空间和采动压力大 ， 设备多 ， 应 安排专人观察顶板情况 ， 及时补打支柱加强支护 。
一整班的调斜开采 。 回采工艺流程为 ： 交接班 →采煤 机下行割煤 →移架 →采煤机上行清煤 →推移前部输 送机 →拉后部输送机 →采煤机上行割三角煤 →采煤 机进刀 →移端头支架 →采煤机下行割煤 →移架 →采 煤机上行清煤 →推移前部输送机 →拉后部输送机 → 采煤机上行割三角煤 →采煤机进刀 →采煤机上行割 三角煤 →移架 →推移前部输送机 →拉后部输送机 → 采煤机进刀 →下一循环 。