回采工作面不規則開采技術在林西礦的應用

摘要：結合開灤林西礦業公司1093和1023工作面開采的實際，在分析綜采工作面巷道布置現狀的基礎上，對綜采旋轉開采工藝方式、巷道布置和支護技術等方面進行了探討，通過實踐取得了較好的技術經濟效果。

關鍵詞：不規則開采 技術應用

0 引言

林西礦業公司是一個已有一百多年開采歷史的老礦，可采煤炭資源瀕臨枯竭，地質條件比較復雜。為維持礦井生存，延長礦井服務年限，必須在構造區域進行儲量挖潛，但受構造影響，工作面正規布置開采非常困難。鑒于此，研究在不規則工作面塊段條件下的綜采旋轉開采技術，并在1093二面和1023下面進行了嘗試，都有了較大的改善和提高，并且為企業帶來了很好的經濟效益和社會效益，對于綜合機械化采煤的應用范圍有了進一步的加強，從而可以進一步的挖掘出綜采機械化的應用水平，因此可以進一步提高機械化水平，給企業帶來豐厚的經濟效益和社會效益，并且能夠對提高煤炭采出率也有很重大的意義。

現以林西礦業公司1093-2綜采工作面為例，針對不規則工作面塊段條件下的綜采旋轉開采技術進行分析。

1 工作面概況

1093-2工作面位于林西礦業公司開平主向斜區域，地質構造復雜，煤層走向和煤層厚度變化較大。煤層結構復雜，含1~2層夾石，煤層厚度1.7~4.0 m，平均3.2 m，屬于較穩定煤層。老頂：厚度9.7 m，灰色細砂巖，泥質膠結，遇水易風化；直接頂：厚度15.0 m，褐灰色含礫中砂巖，塊狀、成分以石英、燧石為主；偽頂：厚度0~0.5 m，黑色泥巖，層狀、易碎；直接底：厚度0.9 m，深灰色粉砂巖，塊狀、含植物化石；老底：厚度7.0 m，灰色細砂巖，具有水平層理。煤層傾角18~35°，平均23°。煤層開采深度834~749 m，平均走向長807m、傾斜長80m，可采儲量27.9萬t。

2 工作面巷道布置現狀

根據煤層賦存情況，工作面巷道布置如圖1所示（略）。1093-2工作面轉彎角度157°，第一個拐點與運輸巷夾角為23°，工作面最大長度為83m，即拐點處，機頭伸長，而無液壓支架支護的空間，工作面輸送機需要加長。工作面安裝MXG—350雙滾筒采煤機一臺，電機功率350 kW，截深0.6m。SGZ—730/320中雙型刮板輸送機一部，電機功率320kW。ZY3200—13/32型掩護式液壓支架53組，工作阻力3200kN，最大支撐高度3.2m。

3 旋轉開采工藝特點

實心旋轉過程簡單旋轉范圍。由于旋轉中心端工作面推進速度慢，支架對頂板反復支撐次數多，中心輸送機、液壓支架容易下滑、咬架，輸送機與轉載機搭接比較困難。虛心旋轉方式可改變旋轉中心附近的頂板管理狀況，可改善旋轉中心區域頂板的維護狀況。但虛心旋轉方式工藝旋轉范圍大，0旋轉參數、旋轉進度較難控制，輸送機與轉載機搭接困難。

旋轉工藝及參數的確定

3.1 起始點與結束點位置的確定根據工作面轉彎角度，以轉彎內側巷道的下幫拐點處做切線，切線的垂線正好是風道與下運拐點的連線，切線與下運上幫的交點就是起始點與結束點。這是在不考慮其他因素的情況下，而在現場由于機頭已經超前機尾11m。因此，起始點位置要比計算的技術點提前6m。機頭機尾比例計算：分別確定轉彎起始點到終點的風道與下運弧長之比。為了適應工作面的要求，保證上下順槽的推進度能夠符合煤礦整個要求進度的要求，這樣才能夠有效的發揮采煤機的優勢和長處，這樣可以利用采煤機截深，而且在采煤機工作面進刀的同時，旋轉期間采煤機可采用長、短刀相結合的切割方式，需要一組長、短刀配合割煤。煤礦企業為了保證采煤的出煤量和推進度，以及推采質量，每次切割后必然在工作面出現拐點。首先，根據調斜比例將工作面分成4段，以此確定進刀位置，分別在距機尾20m、40m、60m、80m處進刀，依次向機尾方向割煤，最后一刀為工作面全長割煤。回采工藝過程采用短刀斜切、單向割煤、及時支護、先零后整割煤方式。割煤開始時，第一刀由此開始向機尾割煤，至輸送機機尾后，采煤機從機尾空刀返回至距機尾40m 處。第2刀從距機尾40m處開始向機尾割煤，按第一刀順序以此類推，最后在機頭完成斜刀后，推移輸送機和移架。短刀割煤時，待每循環最后割長刀時，將煤壁割直，并從工作面一端將支架調成與輸送機垂直。工作面推過拐點后，應對工作面進行調整，使工作面煤壁近似垂直于上下順槽。工作面調斜過程中，由于支架與輸送機形成一個夾角，在推移支架時，有一個向下的分力，會使輸送機下滑，支架下串。因此，在工作面接近拐點前10~20m時，對工作面進行調整，以機頭為軸，將工作面調斜，使機頭超前機尾一定的量（根據煤層傾角的大小而定）。輸送機機頭可能縮進煤壁。提前在拐點范圍向上跨幫，用大板配合單體柱進行支護，確保輸送機的下滑量。拐點處工作面將加長，存在兩方面問題：工作面調斜過程中，如果輸送機不下滑，機尾將甩向回風巷上幫。因此，必須提前在拐點范圍刷幫，用大板和單體柱進行支護。工作面調斜過程中，如果輸送機按理想推進，機尾將出現無支護的空頂區。因此，提前準備好金屬鉸接頂梁和單體柱以便支護。

3.2 調斜過程中工作面支架受力不均的原因旋轉期間工作面在靠近旋轉中心側的支架阻力普遍較大，向機尾依次減小。主要原因是在工作面上部一側推采時，工作面推進速度慢，移架次數少，支架受力時間長，支架不能前移卸載。而工作面上部推進快，移架次數多，工作面外側尺寸大，因此支架工作阻力小。

3.3 調斜過程支護措施工作面下部支架頂板破碎，旋轉期間支架形成三角區，架間竄矸嚴重，頂板管理困難。因此，旋轉期間工作面必須鋪設雙層金屬網，適時調整支架；移架時要使用側護板，避免支架歪斜和架間漏矸。

3.4 防止輸送機下滑措施在刮板輸機機頭每5組支架位置處，用單體柱向斜上方支撐，推移輸送機時輔助向上推移，抵消推刮板輸送機時的下滑分力；嚴格控制工作面刮板輸送機推移順序，由下向上推移刮板輸送機；隨時調整支架的支護狀態，保證推移刮板輸送機有小的推移角度。

4 結論

在不規則工作面塊段條件下應用綜采旋轉開采方式，加大了工作面連續推進長度和適用范圍。研究在不規則工作面塊段條件下的綜采旋轉開采技術，并在1093二面和1023下面進行了嘗試，都有了較大的改善和提高，并且為企業帶來了很好的經濟效益和社會效益，對于綜合機械化采煤的應用范圍有了進一步的加強，從而可以進一步的挖掘出綜采機械化的應用水平，因此可以進一步提高機械化水平，給企業帶來豐厚的經濟效益和社會效益，并且能夠對提高煤炭采出率也有很重大的意義。此外，減少了三角煤的丟失和工作面設備拆、運、裝的費用，經濟效益明顯提高。