綜采工作面大角度調(diào)斜工藝分析及應(yīng)用

賀 龍 李治毅

（晉能控股煤業(yè)集團(tuán)北辛窯礦，山西 忻州 036700）

北辛窯煤礦8102工作面位于一采區(qū)，西鄰+1040南翼回風(fēng)巷，標(biāo)高1 003.5～1 100.5 m。2102巷走向長(zhǎng)度854 m，5102巷走向長(zhǎng)度548 m，傾向長(zhǎng)度165 m，工作面長(zhǎng)161.6 m，平均傾角20°，面積57 869 m2。8102工作面運(yùn)輸巷的布置方向?yàn)闁|西向，切眼的布置方向是南北向，北部與8103工作面之間留設(shè)8 m煤柱。由于受上覆工業(yè)廣場(chǎng)的影響，故留設(shè)工業(yè)廣場(chǎng)保護(hù)煤柱，近一半的資源量被壓覆而損失。

1 概況

在運(yùn)輸巷掘進(jìn)過程中，根據(jù)探測(cè)資料及周邊的鉆孔資料[1]，煤層的厚度變化較小，平均煤厚為6.3 m；煤層的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，煤層中含有2～7層的矸石，矸石厚為0.1～1 m，矸石主要以泥巖和灰黑色炭質(zhì)泥巖為主。煤層的頂?shù)装迩闆r具體見表1。工作面總體基本呈南西高、北東低，煤層傾角為11°～25°，一般為20°～22°。在工作面南部F8正斷層發(fā)育，5102回風(fēng)順槽在掘進(jìn)過程中，揭露斷層，且斷層兩側(cè)的煤層與斜向裂隙發(fā)育相互垂直，巖石較為破碎，煤層容易出現(xiàn)垮落。

表1 煤層頂?shù)装迩闆r

該工作面采用單一走向長(zhǎng)壁式采煤方法，綜合機(jī)械化低位放頂煤開采工藝，落煤和裝煤作業(yè)采用SL500AC型采煤機(jī)、SGZ1000/2100型前部刮板運(yùn)輸機(jī)、SGZ1250/2100型后部刮板運(yùn)輸機(jī)和ZFQ13000/25/38型低位放頂煤支架。

2 大角度調(diào)斜工藝分析

為減少工作面丟煤，對(duì)大角度煤層按比例插刀的方式進(jìn)行工作面角度調(diào)整[2]，讓刮板輸送機(jī)和停采線實(shí)現(xiàn)平行，再向前推進(jìn)。為了確保工作面在正巷導(dǎo)線點(diǎn)、副巷導(dǎo)線點(diǎn)20 m處停止回采，在停采線10.2 m處進(jìn)行鋪網(wǎng)上繩，在副巷推進(jìn)到導(dǎo)線點(diǎn)45 m處開始調(diào)斜。工作面平面布置圖如圖1。

圖1 工作面平面布置圖

2.1 調(diào)斜施工工藝

在調(diào)斜的過程中，讓刮板輸送機(jī)向機(jī)頭處下滑，進(jìn)行單向推移。在機(jī)尾處割煤時(shí)，與工作面的傾斜方向保持一致，從機(jī)頭向機(jī)尾進(jìn)行移架和推溜。在機(jī)頭處割煤時(shí)，采煤機(jī)從原進(jìn)刀位置依次向機(jī)尾進(jìn)行推溜，如果刮板輸送機(jī)向機(jī)尾處上竄，要反向從上到下進(jìn)行移架和推溜。

在回采時(shí)，機(jī)尾每向前推進(jìn)2次，機(jī)頭推進(jìn)1次，每次的截深為0.6 m，按照拉機(jī)尾—頂溜—拉一次機(jī)頭后反刀—頂溜—拉第2次機(jī)尾的工藝順序，在正常推采割煤過程中，每割通三角煤后拉一次機(jī)頭機(jī)尾，一次拉機(jī)頭返刀時(shí)要割透煤壁，每次從機(jī)尾向機(jī)頭割煤，推溜也由機(jī)尾向機(jī)頭方向推進(jìn)，直到回采溜子與停采線平行停止[3]。

2.2 調(diào)斜施工方法

對(duì)工作面進(jìn)行調(diào)斜時(shí)，從機(jī)尾端頭斜切進(jìn)刀，每刀截深為0.6 m，從機(jī)尾向機(jī)頭方向進(jìn)行割煤、拉架和頂溜，在割到機(jī)頭時(shí)返刀，從機(jī)頭端頭斜切進(jìn)刀，每刀截深為0.6 m，機(jī)頭順序頂溜到第2次拉機(jī)尾時(shí)為割透，第2個(gè)循環(huán)開始按2:1的插刀，機(jī)頭比機(jī)尾少進(jìn)一刀，然后向機(jī)尾方向進(jìn)行割煤和拉架，割至機(jī)尾且沖直煤壁后，從機(jī)尾向機(jī)頭開始頂溜，往復(fù)循環(huán)，直到回采溜子的調(diào)斜角度平行于停采線為止。再進(jìn)行割煤—拉架—頂溜作業(yè)，每刀進(jìn)行一次拉機(jī)頭和機(jī)尾。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況，在調(diào)斜時(shí)支架從機(jī)尾向機(jī)頭方向靠架，機(jī)尾向機(jī)頭頂溜，支架和溜槽之間的錯(cuò)距要少于0.2 m。

3 應(yīng)用效果

針對(duì)8102工作面在調(diào)斜期間輸送機(jī)會(huì)出現(xiàn)上竄、下滑的現(xiàn)象[4]（其運(yùn)動(dòng)軌跡如圖2），提前對(duì)巷道下幫進(jìn)行擴(kuò)幫，擴(kuò)幫的長(zhǎng)、寬分別為5 m，將工作面調(diào)斜采成下端頭，使工作面處于上竄狀態(tài)，然后摘除排頭架上的十字頭以達(dá)到延長(zhǎng)工作面溜槽的目的，然后按照1:12的比例對(duì)工作面調(diào)斜采成上端頭。在調(diào)斜后工作面會(huì)向下滑動(dòng)，為了減少向下的滑動(dòng)量，可以采用單向推移輸送機(jī)，也可以使用液壓點(diǎn)柱蹌機(jī)頭及溜槽來(lái)輔助推移車頭和輸送機(jī)。如果作業(yè)過程中出現(xiàn)支架下滑現(xiàn)象，在拉架時(shí)可以打戧點(diǎn)柱來(lái)減緩這種情況。

圖2 輸送機(jī)頭運(yùn)動(dòng)軌跡

在工作面向下滑動(dòng)時(shí)，與工作面連接的溜子會(huì)逐漸向下幫擺動(dòng)，確保工作面與橫溜子完全搭接，在溜子縮到最短時(shí)，拆除溜子，保證正常出煤。由于調(diào)斜的比例太大，在向前推進(jìn)時(shí)，工作面經(jīng)常會(huì)發(fā)生咬架或擠架，為確保正常推進(jìn)，采用單體液壓支柱來(lái)調(diào)架，實(shí)際調(diào)斜時(shí)按1:12的調(diào)斜比例進(jìn)行推進(jìn)。下半段支架會(huì)出現(xiàn)擠死現(xiàn)象，無(wú)法進(jìn)行拉架，因此，每次進(jìn)行調(diào)斜時(shí)，按照先正推上巷四次，再讓下巷正常割透，最后推移輸送機(jī)的步驟來(lái)進(jìn)行，以此緩解咬架或擠架，達(dá)到調(diào)斜1:12的要求。

根據(jù)開采經(jīng)驗(yàn)，8102工作面在正常推進(jìn)過程中，要確保下巷超前，且超前上巷14～16 m，在巷道方向發(fā)生調(diào)轉(zhuǎn)時(shí)，工作面會(huì)慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)樯舷锍埃蟠蠹涌旃ぷ髅媪镒雍椭Ъ艿南禄俣龋沽镒雍椭Ъ苓M(jìn)入巷道的下幫，在合理控制以及對(duì)工作面進(jìn)行大角度調(diào)斜后，工作面的調(diào)斜角度為84°，回采率為83%。

4 結(jié)論

（1）選擇比例插刀方式對(duì)工作面角度進(jìn)行調(diào)整，配合正規(guī)循環(huán)作業(yè)，確保刮板輸送機(jī)與停采線平行，保證正常安全開采。

（2）對(duì)工作面進(jìn)行大角度調(diào)斜后，工作面的調(diào)斜角度為84°，回采率為83%，減少了丟煤現(xiàn)象。