復雜地質條件下綜采工作面旋轉回采技術研究

郭天明

【摘 要】針對綜采工作面在復雜煤層地質條件下的不利局面，以中煤集團大屯公司煤礦綜采回采為例，研究高效的旋轉回采技術，并具體介紹了該技術在實際中的應用。

【關鍵詞】綜放工作面；旋轉回采技術；復雜地質條件；煤層

隨著煤炭的不斷開采，煤炭資源的逐漸減少，煤層開采條件也變得更為復雜，雖然采掘設備不斷更新，但是若沒有在復雜地質條件下成功的適宜的回采技術，一是造成煤炭資源的永久丟失，二是不能實現安全回采，造成事故，并且隨著最近幾年煤炭價格回升，如果能夠對復雜地質條件下的煤炭資源進行安全順利的回采，找到一套成功的回采技術，將會給國家帶來巨大的經濟效益和社會效益。

一、工作面旋轉回采技術

1.綜采工作面概況

綜采工作面位于某采區七層煤下層，采深較大，且上部七層煤為水采工作面，由于火成巖侵入等原因，留有煤柱，下層回采時會導致應力集中。此外采用水力采煤，巷道需要有一定的坡度，才能溜煤。工作面西部受村莊壓煤和皮帶保護煤柱影響，走向較短，如果使上下兩平直布置，勢必造成工作面左上部形成三角煤無法回采，造成資源浪費。

2.工作面旋轉參數確定

根據工作面地質條件，選取普通綜采沿頂回采。將旋轉中心由工作面材料道三岔門處移至工作面外面即以虛中心進行旋轉，提前20米（材料道為準）進入虛旋轉，完成一個循環后，再采用實中心完成一個循環，后平行推一峒，完成一個大循環。整個旋轉過程始終以機頭為基準來控制支架上竄下滑，盡可能使小面出現在機尾，便于加架。這需要邊旋轉邊調整，割煤及推溜方式。實中心旋轉機尾盡可能不動，只拉機頭回采，采用“能旋即旋，不能旋平推”的原則，直到旋轉結束。保證安全順利通過如此復雜的工作面條件，使工作面在大傾度情況下由俯采開采過度到仰采開采。

二、工作面旋轉的技術措施

1.旋轉前準備

材料道在推進至旋轉實心點前20米進入虛旋轉，開始上頭進一刀，下頭進三刀。逐步過渡到上頭進一刀，下頭進四刀，即工作面下部（工作面溜子機頭）每推采4刀，然后割一通刀，全面推溜子移架子，完成一調斜循環。嚴格從下往上推溜子。盡最大可能機頭與溜子道上幫齊，調面茬要順，工作面要做到“三直、二平、二暢通”。

2.旋轉開采控制措施

（1）從提前調面開始，選用虛中心短刀斜切，先零后整的方法進行回采，上行跑空刀，由下往上移溜，拐點處多到10-15米，以便順好茬，實現1：4目標。接著沿實中心割一刀，只拉機頭，最后割一通刀，將面調直，將架整好后，再循環如此往復，直到旋轉完畢。（2）工作面調面回采到溜子道采過轉彎點后，工作面機頭位置超前機尾15m左右，同時要達到工作面溜子相對于溜子道呈靜止狀態，即工作面溜子機頭既不下滑也不上竄時為止。（3）工作面調面期間如果工作面溜子上竄嚴重時，每次移架、推溜從上往下進行，同時在機尾用兩棵單體打戧柱，控制工作面上竄幅度；每次移架前必須對支架進行調整，確保支架垂直于工作面溜子，保證支架不擠不咬；調整合適的偽斜超前開采長度，當工作面支架溜子出現上移時，采取了調機尾多進方式，縮小偽斜超前開采長度，來達到控制支架、溜子上竄。（4）在調面過程中一般每一刀都要割通機尾，機尾端支架稍微移動即可，以不擠架、不咬架為準，機尾段溜子根據實際情況進行推拉，保證溜子成直線，以利于工作面溜子管理。（5）調面回采期間每次移架前必須對支架進行調整，確保支架垂直于工作面溜子，保證支架不擠不咬。（6）調面過程中若出現擠架、咬架、調斜時，必須及時調整并割通刀，全面推溜移架，在移架過程中認真調整。（7）調面過程中支架最大仰俯角不得超過7°，支架歪斜角度不得大于5°，否則必須進行調整。（8）調面過程中每次拉茬不要在同一地點，且拉茬要長一些，保證工作面成直線，決不得出現死彎，拉茬段的支架要適量前移，確保支架不擠不咬。

三、工作面旋轉技術效果分析

1.實施結果

工作面通過一系列的技術措施安全成功的完成了復雜地段的綜采推采工藝，由下山俯斜開采轉變為仰斜開采。溜子道超前材料道55米。總旋轉度數達27度，整個旋轉過程中，有一條10年前施工的老峒子與工作面斜交長160米，老峒子變形嚴重，頂板層位相差1米，工作面逮煤頂過老峒子，加大了旋轉的難度，且工作面成功的完成過老峒中的底部穿層石門、頂部老峒及穿7煤頂部石門，材料道總推進20米，溜子道總推進120米。

2.技術效果分析

從開采全過程中來看，理論計算與現場差別不大，主要原因是二道設計成弧形。機頭、機尾加溜、縮溜多次，機尾共加支架5架，面延長8米。回采參數收集與應用起了舉足輕重作作，客觀上控制了工作面，工作面支架上竄下滑主要靠割煤方式、移溜方式和調上下頭來控制。機尾小面每夠2架距離就加架。整架每天早班進行。來不及延長機頭、機尾就放炮做缺口。適當時延機頭機尾，整個過程實現安全回采。

3.經濟效益分析

工作面經過旋轉，多回采三角煤達4508平方米，跨采老峒子回收煤煤炭資源面積達9705平方米，多回采煤炭5.7萬噸，每噸煤按目前的市場銷售價格按600元計，可創效益1795萬元。并減少了重打切眼和搬家倒面費用150萬元。總計為1945萬元。

四、結論

通過采取工作旋轉技術，綜采工作面調斜采用虛中心設計控制方案，成功地進行調斜（小幅度旋轉）開采。工作面避免了二次搬家，并且盡最大限度保證國家煤炭資源的回收，取得了較為明顯的經濟效益和社會效益。該技術為類似條件的工作面回采積累了寶貴的經驗。

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