復雜地質條件下綜采工作面調向回采技術研究

摘 要：依據青東礦1041工作面回采實際，并結合復雜地質條件下綜采工作面調向回采期間存在的運輸機機頭下竄、支架出現擠架、咬架、機尾出現露頭煤以及機頭搭接不合理等問題，給出具體的防運輸機機頭下竄、防擠架咬架、機尾露頭煤頂板控制以及機頭搭接控制等措施，成功實現了復雜地質條件下的綜采工作面調向回采，對今后類似條件的綜采工作面有一定的借鑒意義。

關鍵詞：復雜地質條件；綜采工作面；調向回采

前言

1041工作面為104采區首采面，煤層平均傾角16°，煤厚1.0-6.4m，平均2.9m。受斷層影響，本工作面設計為里外兩段，其中里段工作面傾斜長165m、走向長270m，外段工作面傾斜長195m，走向長196m。局部受斷層影響，煤層起伏變化大。在回采過程中，揭露斷層19條，局部巷道傾角大于28°。工作面在回采外段，為保證資源回收最大化，里段機風巷施工偏移20°，回采期間工作面外段必須進行調向回采。

1 調向回采前的準備工作

1.1 確定工作面調向起始位置

根據1041工作面巷道布置位置關系，和工作面頂板、煤壁情況，確定通過采用虛旋轉中心調向開采，以調整工作面推進方向和支架狀態。

通過上圖，工作面旋轉20°時，風巷超前機巷的距離CD為CD=CO/.tg（20°/2）=190×0.18≈34m

CO/-工作面長度，190m；20°-旋轉角度

即旋轉20°時，機尾比機頭需多進的距離為弧CO//C/，可以計算出：

CO//C/=2×3.14×190×20°/360°=66m

190-工作面長度；20°-旋轉角度

調向期間循環內刀數越多，調采的速度越快，工作面輸送機及支架滑移現象越嚴重，考慮到本工作面長度和地質條件，選擇循環刀數為5，即機巷進一刀，風巷進5刀，進刀比例1：5。

故工作面旋轉起始位置距機巷拐點的距離為2L×5=2L+66

L-旋轉起始點至機巷拐點距離；5-循環刀數

所以，L=8m，即當工作面回采至機巷距離拐點8m時開始甩采，當工作面推過機巷拐點8m結束。

1.2 調整工作面設備狀態

（1）在工作面推進距機巷拐點8m處時，工作面進入調向開采階段，此時工作面所有支架必須正規有勁，保證不歪、不擠，支架狀態良好；（2）工作面工作面運輸機頭與轉載機搭接合理，運輸機平直，最大上下起伏以及彎曲度不大于3°，必須保證“三直”、“一平”、 “兩暢通”；（3）工作面甩采段提前臥底，以保證運輸機機頭與機巷頂板高度不小于0.5m，機巷人行道不小于于0.8m，高度不小于2.0m。

2 存在問題

2.1 運輸機機頭下竄

工作面回采調向期間，由于工作面運輸機易出現機頭下滑，導致工作面機頭處下竄至機巷下幫。

2.2 擠架、咬架

由于機尾循環進度比機巷快（機風巷進刀比例1：5），支架隨工作面的推進會出現擠架、咬架現象，支架不正規，對工作面正常循環影響較大。

2.3 出現露頭煤

工作面甩采后，運輸機和支架向機頭方向下滑，工作面逐漸變長，導致機尾段出現露頭煤，該段頂板及煤幫管理難度大。

2.4 機頭搭接不合理

工作面運輸機下滑后，機頭與機巷轉載機搭接不合理，不利于工作面正常出煤。

3 技術對策

3.1 運輸機機頭下竄控制措施

旋轉調面期間，運輸機機尾進尺較快，運輸機機頭進尺較慢，在推移輸送機時，運輸機將有下分力，導致運輸機下滑，為抵消這個向下分力，采取如下相應措施：（1）根據工作面采線與外段機風巷的位置關系確定甩采比例，調整采線與外段機風巷的位置關系，一個循環抹茬處的刮板輸送機的彎曲度要趨于平緩，彎曲段長度不得低于15m，嚴禁出現陡彎，以防下竄。（2）抵車時必須是單向抵車，從下往上抵，嚴禁從上往下抵。必要時安裝防滑千斤頂及在輸送機頭使用單體支柱打戧柱。（3）為防止工作面刮板輸送機下滑，推移過程中必須隨時調整支架的支護狀態，保證支架的推移方向和刮板輸送機垂直或有微小的向上推移趨勢，減少運輸機下滑分力。（4）必要時向機巷下幫撕幫，轉載機向下幫靠，確保工作面運輸機和機巷轉載機安全出口暢通。（5）嚴格控制機頭機尾的進度情況，班班測量并且記錄，以指導下一班工作。包括：機頭與轉載機距離，每班機頭，機尾上竄或下竄量：機頭、機尾位置，調向剩余工作量。

3.2 防擠架、咬架技術措施

調向開采必然造成支架挪移不同步，造成支架不能始終保持垂直于工作面煤壁，造成支架間三角區，頂板破碎，為防止工作面戧矸，在推移過程中及時調整支架，使支架盡量垂直于煤壁，避免支架歪斜和頂板破碎處漏矸現象。（1）移架過程中利用相鄰支架前、后側護板的伸、縮調整支架狀態：支架中心距始終保持1500±100mm，支架中心線與運輸機法線在準備及調采階段保持有向下5～10°的夾角，調整階段逐步減少夾角，直到支架與運輸機垂直。（2）調面時移架要嚴格按照自上而下的順序，移架時要使用側護板，將支架向上調，保證架間有足夠的間隙，防止支架擠死現象發生。（3）調面旋轉過程中，支架若出現歪斜、移不動、擠架、爬架等現象，應及時調架，避免范圍擴大。支架調整已鄰架底座為支點，用外注式單體液壓支柱斜撐在待調支架尾部，將待調支架稍微降下，達到支架調整目的。（4）用液壓千斤頂輔助調架時，千斤頂兩端用錨鏈在支架上固定好，拴牢固，供液時調架人員應避開千斤頂短鏈的回彈方向。（5）采用輔助千斤頂調整支架間隙，盡可能把架與架之間中心距調大，調整重點是前梁部分，保證在今后調向回采期間，工作面支架中部以上間隙適當減小，工作面中下部支架間隙適當增加，確保支架能在正常狀態下工作。（6）控制工作面采高，嚴禁超高支護，采高控制在3.0m。加強礦壓監控管理，支架的初撐力不低于25Mpa。

3.3 露頭煤段頂板控制措施

（1）當露頭煤長度小于1.5m，煤巖石不太堅硬時采用手鎬或風鎬落煤，對新暴露的頂板應及時掛順山梁進行支護。（2）為加強機尾第一架與使棚段頂板管理，當該段露頭煤變長時逐步加棚，以加強該段工作面頂板支護強度。（3）端面距不大于300mm。片幫時應及時腰幫，當端面距為300-500mm時，要及時打好戴帽點柱；當端面距超過500mm時，應及時掏窩掛梁、過頂、打臨時點柱。

3.4 機頭搭接控制措施

（1）當運輸機機頭下竄不是很長時，可以適當在機頭加刀，將運輸機機頭甩上去。（2）當運輸機機頭下竄較長時乃至下竄至機巷下幫，影響下出口行人運料，此時需要對機巷下幫進行人工撕幫處理，并將機巷轉載機機尾適當下撥，以保證運輸機機頭能正常好出煤。

作者簡介：萬力（1980，12-），男，安徽淮北人，工程師，淮北礦業集團公司青東煤礦，現從事煤礦生產技術工作。