梁家豪 李 明 宗鳳龍
(河南能源化工集團永煤公司陳四樓煤礦,河南 永城 476600)
采煤工作面采用傳統的實中心調斜法及虛中心調斜法,期間存在支護困難、調斜周期長及影響生產接替等問題,運用理論分析和現場實測相結合的方法,分析了傳統調斜方法存在的弊端,根據21702工作面實際情況,提出了采用虛-實中心調斜技術,確定了虛-實中心調斜技術參數及工藝。
21702工作面位于十七采區,為十七采區第二個工作面,該工作面對應地面標高為+33.96m,工作面標高為-714.2~ -508.3m。工作面走向長782m,斜長198m,總面積154440m2,工作面工業儲量56.6萬t,可采儲量47.4萬t。21702工作面地層傾角7~19°,平均14°,走向北北西~北北東,傾向南西西~北西西。
工作面采用ZY3800-16/35型液壓支架支護,上順槽為沿空留巷巷道,超前采用兩排12臺超前支架支護,工作面布置受落差19m的Fs4斷層影響,為盡量回采出煤炭資源,切眼設計與工作面下順槽呈83°夾角,即下順槽落后上順槽24.6m。為便于后期回采管理,初采需調斜24.6m,因21702下順槽計劃留巷作為21703上順槽,故調斜工作受沿空留巷相關工序的約束。
(1)調斜不當會造成運輸機向機頭方向下滑,造成運輸機與轉載機搭接不合理,影響出煤和安全出口寬度。
(2)工作面下順槽落后上順槽24.6m,通過理論計算,調斜24.6m后機頭將向下順槽巷道內伸出1.4m,致使機頭1號液壓支架出煤墻較多,破壞下順槽留巷側的恒阻錨索、頂錨桿等支護,并影響沿空留巷工序的施工,是下順槽實施沿空留巷技術成功與否的關鍵因素,故機頭調斜時需將工作面支架與運輸機向機尾方向竄約1臺支架位置。
(3)若調斜不當會使運輸機與支架下滑,致使支架倒架的發生,造成支架拉不動影響生產。
21702工作面上順槽為原21701工作面回采期間實施沿空留巷技術所留的巷道,且巷道處于落差為2.1m的F1701P3斷層及落差為1.2m的F1702S1斷層影響范圍內,若采用“實中心”調斜的方式,不利于工作面機尾段頂板的管控。21702工作面下順槽準備實施沿空留巷技術,將所留巷道作為臨近的21703工作面回風巷使用,若采用“虛中心”調斜的方式,調斜范圍擴大,不利于沿空留巷技術的實施。
綜合“虛、實中心”調斜方式的利弊及工作面現場的實際情況決定采用“虛實結合”調斜的方式進行工作面調斜。
(1)工作面調斜初期,按照實中心調斜方法進行,即只推機頭,機尾不動,隨著機頭推進,逐架向機尾方向調整支架,并將運輸機彎曲段控制在30至90號支架段內,機頭30臺支架側護板全部處于收緊狀態,此時機頭較機尾多進10m。
(2)工作面調斜中期,在工作面50號支架及90號支架處分別安裝一個缸徑不小于140mm的液壓油缸,油缸尾部定在支架底座上,另一端頂在運輸機與支架推移框架連接處,并配合工作面安裝的12套防滑裝置,向機尾側控制運輸機。按照實中心調斜方法進行控制,即工作每推1個機尾,推9個機頭的比例進行割煤,割煤期間,按照“長刀與短刀相結合”,“拉架必調架”,“自機頭向機尾方向推溜”的原則進行,機頭較機尾多進11m時,機尾推進1.2m。
(3)工作面調斜末期,為了避免“調過”的情況出現(運輸機及支架向機尾方向竄的過多),以機頭1號架不出煤墻、運輸機與轉載機搭接合理為前提正常割煤,每刀煤測量運輸機頭距基準線的距離,并在推溜過程中觀察運輸機上竄下滑的趨勢,配合使用防滑千斤頂及大口徑油缸控制運輸機。待運輸機上竄下滑不需要使用防滑裝置及大口徑油缸控制時,按照每班多推一個機頭的方式進行割煤,直至機頭較機尾多推24.6m為止,即可認為調斜工作結束。
(1)采用虛中心與實中心相結合的調斜方法進行工作面調斜,機頭推進26.4m時(機尾推進1.8m),工作面調斜結束,縮短了調斜范圍,為下順槽成功實施沿空留巷技術打下基礎,避免了增減支架、掐接運輸機等不必要的工序;
(2)采用虛中心與實中心相結合的調斜方法進行工作面調斜,工作面運輸機與轉載機搭接比較合理,為工作面正常回采打下基礎;
(3)21702工作面調斜成功為以后類似工作面切眼設計提供了借鑒經驗,若不調斜將損失煤炭資源9198t,平均每噸煤按照700元,將損失:9198t×700元/t=643.86萬元。由此看出該方法創造了可觀的經濟效益,虛實中心相結合調斜方法可以在類似工作面推廣使用。