21304工作面调斜回采方案论证

21304工作面调斜回采方案论证
袁增卫;张连昆
【摘要】为了最大限度的实现煤炭资源的安全高效开采,提高回收率,需要对21304工作面进行调斜开采.文章通过对两种调斜方案的比较,采用了定中心调斜回采方案.文章给出了调斜回采的操作方法,并且通过防支架挤死演算和输送机上窜下滑演算,从理论上确保方案的可靠性.
【期刊名称】《煤矿现代化》
【年(卷),期】2011(000)003
【总页数】2页(P66-67)
【关键词】上窜下滑;调斜;回收率;可靠性
【作者】袁增卫;张连昆
【作者单位】永煤矿业投资有限公司,内蒙古鄂尔多斯017000;中国矿业大学,矿业工程学院,江苏徐州221008
【正文语种】中文
【中图分类】TD823.21
21304工作面位于永煤集团陈四楼煤矿南十三采区，该工作面周围为实体煤，切眼靠近Fs1断层保护煤柱。

为提高煤炭回收率，工作面切眼沿断层防水保护煤柱掘进，切眼法线方向与工作面推进方向夹角36°，初采工作面需要调斜。

目前陈四楼煤矿已采超过30°的工作面有21001工作面30°和2209工作面45°，以上两个工作面均采用虚中心比例调斜，针对以上两个工作面调斜回采过程中遇到的问题，
优化21304工作面调斜回采方案见图1。

切眼与工作面夹角36°，每多进一个机尾工作面调斜角度0.2047°～0.2163°（α），工作面支架顶梁宽度1.43m，夹角达到17.57°（θ）支架间隙为0（理论值），现场操作按照理论值的60%（η）计算：
n=θη/α=17.57×0.6/0.2163=48.7 （刀）
机尾比机头多割48刀左右，容易出现支架挤死，必须对支架进行及时调整。

另根据作业规程规定：支架与运输机必须保持垂直状态，夹角偏差不得超过5°，计算
可得：
n=θ/α=5/0.2163=23（刀）（1）
调斜比例的确定由多方面因素决定，具体如下：
（1）工作面推进方向与顺槽的法线夹角大小。

（2）工作面运输机的上窜下滑（坡度、推溜方式、防滑使用等）。

（3）顺槽设备与工作面刮板输送机的搭接长度。

本工作面推进方向与切眼法线方向夹角36°，正常情况下，机头每推进一刀，运输机机头与转载机搭接向机尾方向上窜情况如下：
l=0.6sin(36° (n 尾－n 头)α) （2）
式中 l—推一个机头机头上窜量；
n尾—累计推机尾个数；
α—平均推一个机尾切眼夹角变化量，取0.2047°/刀；
0.6—机头煤墙推进进尺。

通过本公式，推第一个机头时，工作面刮板运输机与转
载机搭接相对上窜量为：
l=0.6sin36°=0.35267m
为调正工作面切眼夹角，使切眼与两巷垂直，机尾比机头需要多进102.8m共计173刀，按照1：10调斜设计，机头预计上窜量（理论值，不考虑推溜方向及工
作面坡度造成的运输机上窜下滑）为：
∑ l=0.6sin{（36°—9n 头）α}=3.389m
按照1：10调斜，势必会造成运输机上窜严重，造成机头搭接不合理，需要在运输机机头接2节中部槽，以保证合理搭接。

按照1：20调斜演算如下：
∑l=0.6sin{（36°—19n头)α}=3.03m
按照1：20调斜，同样会造成运输机上窜严重，造成机头搭接不合理，需要在运输机机头接2节中部槽，以保证合理搭接。

4.1 采用固定比例调斜，会出现以下问题
（1）运输机严重上窜，造成机头搭接不合理，运输机拉回头煤。

（2）搭接不合理后，需要延长工作面输送机机头，运输难度大，操作不安全。

（3）上窜量过大后，机头需要增设迈步抬棚支护，增加工作量的同时，机头迈步抬棚支护宽度较大，同时机头老顶进入初次垮落阶段，安系数较低。

（4）为有效控制运输机上窜，调斜回采时需要频繁的采用防滑牵拉，单体柱顶推运输机等措施，降低作业安全系数。

4.2 相比较采用定中心调斜回采有以下优点
（1）工作面初采调斜，机头至20#架附近左右容易挤死支架，采用定中心调斜，该段支架基本未出切眼，调架作业方便，作业安全。

（2）采用定中心调斜，运输机不会出现上窜现象，机头不需要接中部槽，减少工作量。

（3）若调斜过程中运输机出现下滑，通过推机头即可有效保证设备合理搭接，控制方便简单。

（4）由于1#支架与巷道夹角较大，造成1#架外帮支护难度增加，采用定中心调斜，1#支架不出切眼，基本无动压影响，安全系数高，工作量较小。

综合比较两种方案，选择定中心调斜回采。

工作面共115架，根据《21304综采工作面作业规程》规定，“运推溜弯曲段长
度不能大于15m”（10架长度），根据工作面长度及回采工艺要求设计，确定调斜比例系数：
μ INT{(N—10)/10}=10
式中 N—工作面支架总数；
10（重刀机尾）：1（空刀机头），为一个调斜循环对工作面调斜回采。

为保证支架与运输机偏角不大于5°，根据（式1）工作面每完成2个循环必须对
工作面支架调整一次。

（1）煤机从机尾向机头重刀割煤至机头，从机尾推溜至20架。

（一个机尾）。

（2）煤机向机尾重刀割煤，从10架向机尾推溜，割透机尾，煤机机尾斜切进刀。

（二个机尾）。

（3）向机头重刀割煤至20架，从机尾推溜至40架。

（三个机尾）。

（4）煤机向机尾重刀割煤，从20架向机尾推溜，割透机尾，煤机机尾斜切进刀。

（四个机尾）。

（5）向机头重刀割煤至40架，从机尾推溜至60架。

（五个机尾）。

（6）煤机向机尾重刀割煤，从40架向机尾推溜，割透机尾，煤机机尾斜切进刀。

（六个机尾）。

（7）向机头重刀割煤至60架，从机尾推溜至80架。

（七个机尾）。

（8）煤机向机尾重刀割煤，从60架向机尾推溜，割透机尾，煤机机尾斜切进刀。

（八个机尾）。

（9）向机头重刀割煤至80架，从机尾推溜至100架。

（九个机尾）。

（10）煤机向机尾重刀割煤，割透机尾，机头运输机留空刀不推，顺直工作面运
输机，煤机向机头割直煤壁，割透机头后，空刀返回至机尾，推溜至机尾顺直工作
面运输机（机头不推），机尾斜切进刀。

（十个机尾）。

调斜过程中，根据运输机的下滑情况，可适当推机头保证机头合理搭接。

为提高陈四楼煤矿煤炭回收率，综采工作面在设计过程中，充分考虑资源回收的最大化，同时也对陈四楼煤矿现有综采调斜工艺提出新的要求，采用定中心调斜能有效解决调斜过程中运输机上窜下滑等问题，减少掐接等工作量，是对综采调斜工艺的一次尝试。

[1] 于锁恩,张旭臣,沈玉波.综采工作面的调斜开采.煤炭技术[J],2006,11.
[2] 仝泽文,卢信堂.刮板输送机“上窜下滑”现象分析及对策.煤炭科技[J],2007,1.
[3] 张勇,刘涛,师贺庆.大倾角综放工作面支架失稳机理.煤炭工程[J],2003,10.
【相关文献】
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中图分类号：TD823.21。