綜采工作面末采旋轉(zhuǎn)調(diào)面回采工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)

賈國忠

（山西朔州平魯區(qū)蘭花永勝煤業(yè)有限公司，山西 朔州 036000）

1 工程概述

山西朔州平魯區(qū)蘭花永勝煤業(yè)有限公司井田面積為7.3562km2，生產(chǎn)能力1.2Mt/a。4101工作面位于井田一采區(qū)西翼，工作面東部為一采區(qū)回風(fēng)巷、一采區(qū)運(yùn)輸巷和一采區(qū)軌道巷，西部為原永勝煤礦9#煤采空區(qū)，南部為4102回風(fēng)順槽，北部為原滿貞煤業(yè)9#煤。4101工作面走向長647m，傾向長180m，回采煤層為4-1#煤層，平均厚度為8.0m。4-1#煤層位于太原組上部，上距K3砂巖0～33.31m，平均9.44m，煤厚3.40～13.15m，平均8.01m，為穩(wěn)定大部可采煤層，含夾矸0～3層，夾矸巖性為泥巖或炭質(zhì)泥巖。煤層直接頂板為泥巖，老頂為中粗粒砂巖，底板為炭質(zhì)泥巖、泥巖等。

根據(jù)地質(zhì)資料顯示，工作面以西680m有一條f11斷層，斷層傾角為75°，為減少斷層帶影響，4101回風(fēng)順槽施工至647m時(shí)按設(shè)計(jì)進(jìn)行拐彎施工開切眼，最終4101切巷布置后與回風(fēng)順槽成78°夾角，與運(yùn)輸順槽成102°夾角，如圖1所示。

圖1 蘭花永勝煤礦一采區(qū)4101工作面布置示意圖

4101工作面采用綜合機(jī)械化后退式采煤工藝，當(dāng)工作面回采至距停采線50m時(shí)按設(shè)計(jì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)調(diào)面，確保調(diào)面后工作面與頭尾順槽成90°夾角，為減少工作面拐點(diǎn)三角煤住損失以及能夠及時(shí)調(diào)整工作面方向，需在工作面拐點(diǎn)處對工作面進(jìn)行調(diào)整，為確保能夠安全高效調(diào)整工作面，蘭花永勝煤礦技術(shù)科通過技術(shù)分析決定采用等分法旋轉(zhuǎn)調(diào)面回采工藝。

2 旋轉(zhuǎn)調(diào)面技術(shù)要求

2.1 旋轉(zhuǎn)中心的確定

4101工作面回采至距停采線50m處時(shí)工作面順槽滯后回風(fēng)順槽，為方便工作面在旋轉(zhuǎn)期間能夠快速出煤，以及確保輸送機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接穩(wěn)定，決定將旋轉(zhuǎn)中心選在機(jī)頭位置，采用旋轉(zhuǎn)機(jī)尾的方法進(jìn)行回采。

2.2 工作面設(shè)備布置

4101工作面傾向長度為180m，工作面頭尾各穩(wěn)裝兩架型號(hào)為ZYT10000/26/55D端頭支架，工作面中間穩(wěn)裝101架型號(hào)為ZYG10000/26/55D基本支架，支架寬度為1.75m。工作面煤炭運(yùn)輸采用型號(hào)為SGZ1000/2×855刮板輸送機(jī)，輸送機(jī)設(shè)計(jì)允許彎曲角度為 1.2°。采用型號(hào)為MG650/1630-WD雙滾筒牽引采煤機(jī)，采煤機(jī)割煤深度為0.75m。

2.3 等分法的確立

4101工作面刮板輸送機(jī)最大彎曲角度為1.2°，采煤機(jī)單刀割煤深度為0.75m，所以當(dāng)刮板輸送機(jī)尾部采煤機(jī)每割一刀煤，刮板輸送機(jī)允許移溜直線距離為：

式中：

A-采煤機(jī)截割深度，0.75m；

α-刮板輸送機(jī)最大允許彎曲角度，1.2°。

所以L=37.5m。一架支架寬度為1.75m，在允許移溜直線范圍內(nèi)穩(wěn)裝的支架數(shù)N=L/1.75=21架；工作面共計(jì)穩(wěn)裝105架，所以等分?jǐn)?shù)m=105/21=5。

3 旋轉(zhuǎn)調(diào)面施工方案

（1）通過計(jì)算可確定工作面采用六等分法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)回采，每等分共計(jì)21個(gè)支架，所以從機(jī)尾向機(jī)頭方向第一等分點(diǎn)在84號(hào)架，第二等分點(diǎn)在63號(hào)架，第三等分點(diǎn)在42號(hào)架，第四等分點(diǎn)在21號(hào)架，第五等分點(diǎn)在2號(hào)架，共計(jì)短刀煤4刀，長刀煤1刀。

（2）首先將采煤機(jī)移至84號(hào)支架處然后向機(jī)尾方向進(jìn)行斜切上行進(jìn)刀，當(dāng)采煤機(jī)割煤至105號(hào)支架處時(shí)下行空刀返回至第二等分點(diǎn)63號(hào)支架處，此時(shí)將84～105號(hào)范圍內(nèi)支架及刮板輸送機(jī)依次前移。

（3）第二內(nèi)循環(huán)割煤從63號(hào)支架處斜切進(jìn)刀，當(dāng)采煤機(jī)割煤至105號(hào)支架處時(shí)下行空刀返回至第三等分點(diǎn)42號(hào)支架處，此時(shí)將63～105號(hào)范圍內(nèi)支架及刮板輸送機(jī)依次前移。

（4）第三內(nèi)循環(huán)割煤從42號(hào)支架處斜切進(jìn)刀，當(dāng)采煤機(jī)割煤至105號(hào)支架處時(shí)下行空刀返回至第四等分點(diǎn)21號(hào)支架處，此時(shí)將42～105號(hào)范圍內(nèi)支架及刮板輸送機(jī)依次前移。

（5）第四內(nèi)循環(huán)割煤從21號(hào)支架處斜切進(jìn)刀，當(dāng)采煤機(jī)割煤至105號(hào)支架處時(shí)下行空刀返回至第五等分點(diǎn)2號(hào)支架處，此時(shí)將21～105號(hào)范圍內(nèi)支架及刮板輸送機(jī)依次前移。

（6）第五內(nèi)循環(huán)割煤從2號(hào)支架處斜切進(jìn)刀，當(dāng)采煤機(jī)割煤至105號(hào)支架處時(shí)下行空刀返回至3號(hào)支架處，此時(shí)將3～105號(hào)范圍內(nèi)支架及刮板輸送機(jī)依次前移，整個(gè)工作面一個(gè)循環(huán)進(jìn)刀完成，如圖2所示。

（7）當(dāng)工作面第一個(gè)循環(huán)進(jìn)刀完成后開始第二循環(huán)進(jìn)刀，第二循環(huán)進(jìn)刀方式與前者相同，由于4101工作面需旋轉(zhuǎn)角度為15°，旋轉(zhuǎn)距離為37m，每一個(gè)循環(huán)工作面旋轉(zhuǎn)前移步距為0.75×5=3.75m，所以4101工作面在旋轉(zhuǎn)回采時(shí)共計(jì)需割煤10刀。

圖2 4101工作面等分法旋轉(zhuǎn)回采割煤進(jìn)刀方式示意圖

4 結(jié)束語

通過技術(shù)研究，山西朔州平魯區(qū)蘭花永勝煤業(yè)有限公司對4101工作面在末采時(shí)采用等分法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)回采，實(shí)踐證明采用該方法有效解決了工作面末采時(shí)三角煤柱回采率低、回采困難等難題，預(yù)計(jì)4101工作面可多回收3萬t原煤。采用該方法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)回采，無需人工搬運(yùn)設(shè)備，降低了設(shè)備故障率，保證了末采時(shí)不規(guī)則工作面安全、高效回采，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、安全效益，該方法得到了集團(tuán)公司一致認(rèn)可，并在其他煤礦成功推廣應(yīng)用。