煤矿综采工作面调斜探讨

煤矿综采工作面调斜探讨
作者：付士山
来源：《中国科技博览》2017年第24期
[摘要]为适应地质条件局部变化，综采工作面常需要调斜；调斜在提高采出率的同时，避免了工作面搬家，节省时间、减少工艺，效益显著。

本文就煤矿综采工作面调斜技术进行分析，提供了工程借鉴经验。

[关键词]综采；工作面；调斜
中图分类号：TD823.97 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）24-0324-01
一、工作面调斜参数设计
工作面调斜开采是一个相对复杂的过程，需要确定多项参数，才能保证工作面在调斜过程中能安全顺利开采。

其中，需要进行设计的调斜参数包括：①每个调斜循环的采煤刀数，即在一次调斜过程中，整个工作面需要分段调斜的数目；②每个循环工作面的调斜角度。

根据经验，采取虚中心调斜的计算方法对上述参数进行确定。

（1）每个调斜循环的采煤刀数。

工作面采用的MG160/375-w型采煤机截深为0.6m，SGZ630/320型刮板输送机的最小弯曲长度为15m，则每个调斜循环的割煤刀数n为：n=（L-l1-l2）/Y≈11
式中，l1，l2分别为输送机机头、机尾的固定段长度，取6m；L为工作面平均斜长186.5m；Y为刮板输送机的最小弯曲长度，取15m。

（2）每循环工作面的调斜角度。

α'=arctan（Bn/L）=2.2°
式中，B为采煤机截深，0.6m；L为工作面斜长，取186.5m。

根据经验，每循环的转角α'不能过大，一般为1.0°～1.5°。

过大时，操作控制难度加大，容易损坏设备。

按照最大合理转角α'取1.5°反算该工作面每个调斜循环最大合理割煤刀数为8刀，则按照机尾机头推进1∶7的比例，机尾距离终采线10m处开始调斜，机头推进距离只能为70m。

若n取11，则机尾机头推进比为1∶10，机尾推进10m，机头可以推进100m，基本可以回采至终采线。

因此在工作面调斜时，决定在运用特殊工艺保证人员、设备安全的前提下，采用大幅度不等长的调斜措施，最大限度地回收三角煤。

二、调斜工艺
采用大幅度调斜工艺是相对复杂的过程，需要在调斜方法、工作面延长段支护管理、输送机延长段管理、采煤工艺控制等多个方面进行调整。

（1）调斜方法及位置。

工作面推进至机尾距离终采线前10m位置处，开始进行调斜开采。

调斜前工作面需调整平直，要求支架全部垂直于煤壁，保证支护质量。

调斜期间按照机尾和机头推进比1∶10进行回采。

为减少机头段频繁移架造成顶板破坏，调斜期间机头向上40m 范围内顶板铺单层塑编网护顶。

当机头走向推进10m后开始上钢丝绳，并通排铺双层塑编网维护拆除通道的顶板。

（2）工作面延长段的支护方案。

工作面此次调斜为不等长调斜，斜长由177m延长至196m。

由于工作面调斜角旋转切线向机头方向偏移，工作面推溜、支架拉移始终有一个向上的分力。

随着工作面向前推进，工作面斜长不断增加，机头支架逐渐进入煤墙，每一循环均需要对增长段加强支护。

由于工作面胶带巷设备较多且巷道受采动变形破坏明显，无法运输液压支架用于工作面延长段的支护，故考虑采用3m长Π型钢梁配合单体液压支柱支设对棚进行支护。

架棚间距0.6m，顶板破碎处缩小棚距，成对Π型梁中心距不超过0.3m，交替迈步前移，迈步步距1.2m，最大控顶距4.2m。

使用DZ31.5、DZ28外注式单体液压支柱，工作阻力为250kN，“一梁三柱”布置。

顶铺单层塑编网护顶并防止采空区窜矸（上首根钢丝绳后改为铺双层网）。

机头保留3架支架用于维护下端头并提供刮板输送机头搭接点处顶板支护。

（3）刮板输送机延长。

机头电机动力电缆经轨道运输巷铺至工作面，调斜前将输送机电缆槽内机组电缆延接40m，多余电缆盘叠在机头段电缆槽内；回采期间，每延接1次中部槽，便将电缆拉出整理1次，以适应面长变化。

中部槽由胶带运输巷人工运送至机头段延接。

机头1#—3#支架处于刮板输送机头过渡槽段，始终保持与支架推拉杆连接，利用支架推溜。

架棚段则利用其两侧的液压支架带动推移。

（4）割煤工艺控制。

按照机尾机头1∶10的推进比例调斜开采，其工艺过程为：采煤机在距离机头17m位置处，斜切进刀割完三角煤后，向机尾方向上行割煤至34m处；反向沿输送机弯曲段进入煤体下行割煤至机头。

上行空刀清理浮煤，然后再向机尾方向从34m处进刀至51m处；再反向沿刮板输送机弯曲段进入煤体下行割煤至机头。

上行空刀清理浮煤，自
51m开始继续进刀而后下行割煤至机头。

依此类推，直到最后一次上行进刀割透机尾，则完成了一个循环的调斜（图1）。

（5）设备调整。

调斜期间，工作面输送机在斜切进刀处，刮板输送机弯曲段控制在3m 以内，尽量将支架最小控顶距控制在3.4m。

推溜时在机尾支设1根单体液压支柱，防止刮板输送机上窜。

采煤机进刀后，采取自上而下推溜和移架，减小设备上窜，避免弯曲段支架和输送机溜槽受力过大损坏。

安排1个6人小组，专门负责调整支架。

即上一个循环割完长刀后，提前向机头方向拨架尾，保证支架与工作面输送机和煤壁垂直。

用单体调架时以邻架为支点。

工作面刮板输送机由验收员负责拉直线，每班保证刮板输送机直。

（6）单体液压支柱支护强度验算。

①顶板理论支护强度pt=9.81hrk=235.44kPa。

②单体支柱实际支撑能力Rt=kgkzkbkhkaR=191kN。

③工作面的合理支护密度n=pt/Rt=1.23根/m2。

④单体液压支柱支护密度验算。

对棚最大控顶面积S=宽×长=2.52m2，每对棚使用单体液压支柱数为6根，支护密度n1=6/S=2.38>1.23根/m2，满足支护强度要求。

（7）架棚段输送机推移。

按照工作面延长20m估算，预计架对棚40棚。

为减少人工推溜工作量，3#支架与4#支架之间的对棚增加至17对时不再增加，从6#支架与7#支架间掐开用以继续增加架棚支护23对，从而使4#、5#、6#支架在20m跨度的架棚区段内形成一个整体推溜力量，并辅助以单体顶推输送机调直。

从顶板维护效果来看，架棚支护段与支架支护穿插交替使用，并铺设塑编网，易于维护顶板的完整性和稳定性，提高了支护效果。

三、应用效果
工作面通过调斜开采，成功回收三角煤2.9万t，按照煤价800元/t，直接经济效益约2320万元。

其中通过将每调斜循环割煤刀数n由经验求值8增加到11，机头段比经验计算量多推进30m，共计多回收煤炭资源4677t，约合374万元。

因此通过调斜开采，共实现直接经济效益约2694万元。

参考文献
[1] 魏磊.芦岭煤矿综采工作面调斜开采技术研究[J].煤炭科技，2016，（04）：31-32.
[2] 王中举，孙江.老公营子煤矿综采工作面调斜方案探讨[J].西部探矿工程，2015，（04）：185-187.。