综采工作面旋转开采技术研究

综采工作面旋转开采技术研究

摘要：在煤矿井下安全生产过程中，综采工作面由于设备较多，管理难度较大，为了便于回采作业，综采工作面上下顺槽一般不采用转弯设计。但是由于井下地

质条件千变万化，有时不得不把工作面两顺槽设计成转弯巷道，这种情况下就需

要进行大幅度扇形调采，给综采工作面的安全生产组织协调工作提出更高的要求。关键词：综采工作面；顺槽转弯；扇形调采

引言

国投新登郑州煤业有限公司 31071 综采工作面回采过程中，遇到了两顺槽转弯25°8′的情况。该工作面轨道巷需要一次性调采 87m，胶带输送机巷推进 23m，来实现综采工作面付巷

转弯25°8′的扇形调采工作。

1 工作面概况

1.1 地质构造

31071综采工作面为+35水平二1 煤层31采区南翼第四工作面，其上部为31051采空区，下部为31091采空区。该调采区域煤层倾角1 ～ 20°，平均为13°53′，付巷到机巷落差为

33m。工作面走向长1121m，倾向长128m（切眼），煤层赋存稳定，结构简单，厚度为8 ～12m，平均煤厚10m。

1.2 工作面布置

为合理布置和回采三角煤，31071综采工作面两巷在走向方向转弯布置，巷道转角度达

到25°8′，见图1.

工作面设备：ZYF2600/15/24型掩护式基本液压支架85架，ZFG2800/16/26掩护式过渡液压支架4架；工作面选用MG-150/368-WD型交流电牵引采煤机，采用一次采全高的方式落煤，截割深度0.6m；工作面采用SGZ630/264型中双链刮板输送机运煤；胶带输送机巷配备SZZ730/132型中双链桥式转载机、PLM1000型锤式破碎机、两部SGW-150型刮板输送机、一部800S型胶带运输机

2 综采工作面过两顺槽25°8′转弯地段存在的难题

（1）当工作面推采临近转弯地段机巷剩余60m左右时，第二部胶带输送机已经收缩到

最短，需要撤出该设备。可是由于巷道转弯达25°8′，这时第一部胶带输送机根本延伸不过来，会造成煤流系统断路。

（2）当胶带顺槽转载机随着工作面推采移动到临近转弯地段时，由于转载机最小长度约45m，在胶带顺槽巷道转弯达25°8′情况下，转载机根本无法拖移出去。

（3）在工作面实施调采过程中，工作面长度不断增加，增大到最大值以后，再不断的缩短。经计算，其增减长度可达 4m 左右。这需要对工作面付巷侧多余出来的长度，使用π型

钢梁配合单体柱进行支护处理，增加了工作面工程质量和安全系数的管理难度。

（4）在调采过程中工作面加长时，原有支架难以满足顶板维护要求，加长地段的顶板维

护困难。

（5）在调采过程中，由于工作面伪倾角和刮板输送机机头、机尾相对位置不断变化，会

造成在过转弯点之前，刮板输送机不断下滑；在过转弯点之后，需要刮板输送机不断相对下降，处理不好极容易造成工作面刮板输送机和顺槽运输设备搭接不合理，造成运输断路。

（6）综采工作面大幅度调采，极容易造成工作面液压支架挤架。

3 综采一区在实践中采取的系列措施

3.1 机巷运输重置设备转换

（1）31071 综采工作面轨道巷进弯前20米处开始进行4mπ型钢梁配合2.8m单体柱进

行支护。随着工作面逐渐推进增长，支护数量增加。到达正拐角处时增加数量达到最大值，

随后根据工作面推进在逐步减少，直至全部拆除完毕。31071 综采工作面轨道巷支护方式见

图2

（2）当工作面推采临近转弯地段剩余 60m 左右时，撤出第二部胶带输送机。同时向前

收缩第一部胶带输送机约 45m。

（3）接着开始迁移转载机，距离约 60m，把转载机迁移过转弯位置，直接与第一部胶带输送机机尾搭接好。

（4）然后在原先转载机和第二部胶带输送机的位置安装二部总长度约 60m 的 150 型刮

板输送机，与工作面刮板输送机搭接完好，重新完善煤流运输系统。

3.2 设备调整

调整工作面和溜槽，当胶带顺槽 150 型刮板输送机铺设完成以后。工作面继续推采大约

30m时拆除二部150型刮板输送机，为下一步工作面调采创造条件。在这段时间，边回采边

逐步缓慢调整工作面伪倾斜角度，最后保持工作面溜头与150型刮板输送机搭接。这样既能

保证煤流系统设备搭接完好，运输顺利，又能保证上下安全出口安全畅通。做好准备工作后

工作面现状图

3.3 采取特殊的“推溜”、“移架”和“进刀”方式

（1）调整调采进刀方式。在调采过程中，每一刀都采用中部进刀上行割煤。没间隔10

架进一刀，到“推溜”时溜头每刀推进 800mm，溜尾每刀推进 200mm，中间部分以把刮板输

送机推移平直为准；“移架”时，溜头每刀移架进尺 800mm，溜尾每刀移架进尺 200mm，中

间部分以把工作面支架拉移齐直为准。在工作面悬挂工程线，进行拉线推溜和拉线移架。调

整后的调采方式使工作面每台支架在每一刀都能充分的动作，每进一刀都能随时调整工作面

支架的走向，保证在调采过程中液压支架不发生挤架事故。

（2）根据工作面刮板输送机上窜下滑的要求，及时调整推溜和移架顺序。

在工作面调采初期，工作面煤壁不断加长时，需要让工作面刮板输送机上窜。这时保持

从工作面溜尾开始向上单方向推溜和移架，使工作面刮板输送机和支架随着工作面推进，不

断上窜，确保了工作面煤壁加长之后，煤流系统设备搭接完好，运输路线畅通。

在工作面调采推过转弯点之后，工作面煤壁不断缩短时，需要让工作面刮板输送机保持

下滑。这时从工作面溜头开始向下单方向推溜和移架，使工作面刮板输送机和支架随着工作

面推进，不断下滑，确保了工作面煤壁缩短之后，煤流系统设备搭接合理，运输路线畅通。

（3）及时调整和接掐刮板输送机溜槽，既保证煤流系统设备搭接合理，又保证加长地段

的顶板维护。

工作面调采初期，工作面煤壁不断加长。根据计算，煤壁最长时增加约 10m 左右，在胶

带顺槽采取了剥帮措施处理以后，煤壁仍然会增长 5m 左右。

为保证煤壁加长后煤流运输系统和顶板支护的需要，必须相应的延长工作面刮板输送机，同时需要增加相应的液压支架。为了既能保证生产需要，又能够节约时间，采取了以下办法：调采初期，在采取“自下而上”单向推溜和单向移架等一系列措施后，使工作面刮板输送机机

尾随着推进不断上升，直到原先预留在工作面上下端头延伸到上下两顺槽内的两节溜槽和两

个支架全部随工作面煤壁加长而逐步进入工作面。然后随着推进，在工作面刮板输送机上端

头附近增加一节溜槽，同时把原先预留在上端头胶带顺槽内的第一台支架与加长后的刮板输

送机连接好，既能够加强上端头的支护，又保证了运输设备搭接合理。

经过采取上面几种办法，工作面共增加了三节刮板输送机溜槽和三台液压支架，总长度5． 3m 左右，既保证了调采过程中煤壁加长后煤流运输系统的需要，又保证了顶板支护的质量。整个过程仅仅掐接一次刮板输送机溜槽，大大节约了时间。工作面调采推过转弯点之后，采取“自上而下”单向推溜和单向移架等一系列措施，使工作面刮板输送机和液压支架随着推

进不断下滑，保证了运输设备搭接合理。

4 结束语

经过精心组织策划，合理安排调采工序，郭屯煤矿综采一区实现了综采工作面胶带

顺槽一次性调采134m，轨道顺槽进尺 26m，成功实现综采工作面顺槽转弯 32°的调采工作，并且完成了月产原煤 8 万 t 的生产任务。

参考文献

[1]孙春东，张成文，魏新显，等.综采工作面旋转开采技术研究与应用[C]// 河北省煤炭工业

行业协会、河北省煤炭学会2008年总工程师会议暨采煤专业委员会学术会议.2008.