老公營子煤礦綜采工作面調斜方案探討

王中舉，孫 江

（內蒙古平莊煤業<集團>有限責任公司，內蒙古赤峰024076）

根據多年煤礦生產的實踐表明，回采工作的重點在于對刮板輸送機的調控，其直接影響到回采工作是否可以正常、有序地進行。如果刮板輸送機不能穩定地控制，必然會導致綜采工作面上下安全出口距離不足甚至沒有安全出口、轉載機搭接困難等，當刮板輸送機快速移動時甚至會導致液壓支架咬架或者倒架，因此，本文以老公營子煤礦I4（03）工作面回采至回風順槽S26～S18點為研究對象，對調斜方案進行確定。

1 工作面概況

I04（3）回采工作面，回采區位置位于+256m水平南皮帶巷西南。運輸巷以22勘探線9110號鉆孔為界，回風巷以I04（2）工作面運輸巷為界。平均走向長1281m，平均傾斜長196m。

I04（3）工作面設備有：MG300/700-WD型采煤機；SGZ-764/630型刮板輸送機；SZZ764/200型轉載機；ZY 4600/17/38型液壓支架135部。

2 回采工藝分析

2.1 特殊回采階段說明

現場回采模型如圖1所示。

如圖1所示，由于風巷、機巷巷道傾角不規律變化造成煤層傾角連續變化，大致分為3個變化階段，需要對綜采工作面進行調角施工，保證刮板輸送機穩定。

圖1 S26～S16點回采模型

按照以往工作面回采經驗可知，此種情況下刮板輸送機較難控制，易于造成機頭部或者機尾部過長，更有甚者機頭與機尾直接扎入兩巷煤壁造成安全出口堵塞。所以應采取合理方案對其進行穩定控制。要對工作面進行調角，進而確保刮板輸送機不上躥下跳，同時合理預控工作面長度，根據綜采工作面的長度變化確定增減溜槽和支架的數量。

2.2 方案優選

（1）實中心調斜。所謂實中心調斜即將設備調斜的中心點定為刮板輸送機機尾或機頭部（見圖2），進行調斜過程中中心部位不進尺，僅僅作為旋轉中心點。正因如此，旋轉點處沒有推進度，容易造成頂板反復支撐，特別是針對I4（03）上隅角處壓力較大，頂板難于維護，采用此法調斜，需要在旋轉點附近煤壁處加強支護甚至補打高規格錨桿或向煤體注入粘合劑，支護工藝復雜。但此法中心點固定，工作面支架始終不出工作面，避免了增加溜槽和支架。

（2）虛中心調斜。即將刮板輸送機旋轉的虛中心置于工作面之外的煤璧中，旋轉調斜過程分為若干扇形，每一個扇形都保持進尺，盡旋轉中心點進尺較少，降低了頂板管理難度。但虛中心調斜調斜難于控制刮板輸送機移動到巷道，需要增加支架和溜槽，同時，調角較大時，會使刮板輸送機嚴重上竄，機頭部接貨困難，調架不及時極易造成擠架事故。刮板輸送機上竄過快，使機頭1#架上移，造成空頂面積大，須架設邁步抬棚，工藝較為復雜。

圖2 實中心調斜

（3）實中心與虛中心結合調斜。即采用1∶2或者1∶3進行對工作面調斜，長短刀隔煤相結合，每個作業循環都至少有一刀煤割通全工作面，保證全工作面均有推進度，割煤循環中短刀為主，不至于令刮板輸送機快速移動。此法具備兩種方法的優點，調控靈活，調斜過程中，刮板輸送機會單方向移動或過快移動，在此過程中，液壓支架相應地進行尾梁方向調整，使液壓支架方箱式中保持與刮板輸送機垂直，避免出現倒架、咬架現象。

本文研究回采段歷經3個調斜過程，工藝變話較頻繁，調整角度較大，頂板維護困難，故采用實中心與虛中心結合調斜的方法。本次調斜以風巷機尾端為近旋轉中心和旋轉中心以保證刮板輸送機和轉載機的順利搭接出貨，同時制定方案，加強旋轉中心處頂板管理。

3 調斜方案

3.1 調斜參數計算

根據工作面的實際情況，此調斜過程分為3個階段，首先確定第一階段工作面回采至（S24-T 16）工作面的調斜角度，根據老公營子煤礦優化后的調角超前距離經驗公式：

式中：S——工作面傾角為β時，使刮板輸送機穩定的超前距離，m；

L——工作面長度，m；

β——工作面傾角，（°）。

又知：

式中：Δh——S26-T 17段高差，m。

即 β=15°，S=39m。

偽斜工作面角度α為：

式中調斜至S26-T 17段工作面長度變化為199.8m。取整數200m。

工作面超前距離為39m，偽斜角度為11.48°時，回采工作面刮板輸送機穩定，回采正常。

回采工作面S18-T 14、S16-T 12段調斜參數和S24-T 16調斜過程相同，計算結果見表1。

表1 3段工作面調斜參數

3.2 調斜方案的確定

（1）采用采礦學給出的抹刀計算公式雖然可以精確得出具體每次割刀所調整的角度，但是現場實際施工中，受其他因素影響，很難與計算結果一致，造成施工混亂。根據老公營子煤礦的生產經驗證明，此次調斜方案采用1∶2長短刀割煤進行調整工作面偽斜角度，以工作面超前距離和工作面刮板輸送機及支架的穩定性為參考依據，根據實際情況進行方案調整，設備有變換可以連續進行調整，設備穩定可以暫時正常回采。

（2）為準備工作面回采至S24-T 16段，提前進行偽斜控制。第一刀煤機組由機頭通刀割煤至機尾，此時工作面所有支架不進行推溜作業，所有支架帶架到位成一排直線，注意找好工作面直線度。機組空刀走行到機頭，上滾筒停在12號架位置，12號架70號架推溜，12號全缸推溜至70號逐漸0推進度以保證架子直線度。機組由機頭割煤至70號架，機組返回機頭，12號架至100號推溜,接近100號架逐漸調整推進度為0，機組返回機頭，一個循環結束。（3）抹刀調斜過程由3部分組成，如圖4所示，回采至S24-T 16段調斜段，偽斜角逐漸增到11.48°，超前距離逐漸增到大39m，S18-T 14、S16-T 12段機巷超前距離和偽斜角度由抹刀控制下分別減小，工作面進行回轉。在S26-T 17調斜完成的基礎上，后兩個階段調斜變成反向回轉，故在后兩個階段采用2∶1長短刀割煤進行調整工作面偽斜角度抹刀方式和上述方案一致，旋轉中心不變，減少機頭推進度。

4 調斜期間的現場安全管理

圖4 3階段調斜過程示意圖

4.1 工作面長度變化管理

3個回采階段進行過程中，工作面長度隨著抹刀的進行不斷在196～200m進行變化，見表1，S26-T 17段工作面長度由196m變化為200m，應增加2節溜槽，因施工難易度決定液壓支架數量不變，當工作面風巷控頂距超過3m時，立即架設“四對八根”π型鋼梁，加強上隅角頂板管理，防止冒頂，上下隅角及時進行人工強制放頂，并打好關門柱。當工作面變短，機尾伸出煤壁2m時可回撤一節刮板輸送機，直至全部回撤完。

4.2 液壓支架管理

伴隨著抹刀作業的開始，隨時關注頂底板變化情況，S26-T 17段由于單向抹刀造成刮板輸送機上行，每一個割刀循環割通刀時利用側護板對工作面液壓支架進行調整架向1次，工作面采高由最初設計的3.6m降低到3.2m，以便液壓支架更好的接頂，及時調架與降低采高相結合避免出現倒架咬架現象。

4.3 刮板輸送機、橋式轉載機安全管理

控制刮板輸送機除抹刀外，還與底板介質有關，不同的底板摩擦系數同，所以在調斜過程中根據刮板輸送機上下隨時調整抹刀方案，當刮板輸送機下竄距離過大時應加大對機巷的機巷的進尺，調整抹刀方案1∶2變為1∶3或者1∶4，利用單體支柱對轉載機進行調整，保證正常接煤不撒貨。在刮板輸送機穩定的前提下，盡量不要更改抹刀方案，確保設備穩定。

5 總結

為確保回采工作的順利進行，對工作面進行調角施工，充分考慮回采過程中設備的安全使用，根據制定的方案，對高差連續變化回采段進行調斜工程，最終順利回采。同時也對老公營子煤礦的回采工作提出了更高的要求，采用虛中心與實中心相結合的回采方案并結合老礦調斜經驗公式能有效解決老礦回采工作中刮板輸送機上躥下跳這一難題，是對高差連續變化段回采工作的一次嘗試。

[1] 徐永圻.采礦學[M].北京：中國礦業大學出版社，2003：157-159.

[2] 于鎖恩.綜采工作面調斜開采[J].煤炭技術，2006，25（11）：17.