论文部分内容阅读
[摘 要]通过对许疃煤矿3234综采工作面在回采过程中遇到的旋采技术难题进行研究，针对回采工程中出现的各种的问题，结合现场生产实际，在保证安全生产的前提下，提出来合理的调斜回采技术方案，随时总结相关经验，及时调整相关参数，确保了综采工作面的顺利连续回采，为矿井今后综采工作面旋采提供了可靠地技术保障。
[关键词]综采工作面 旋采 调斜 技术保障
中图分类号：TP372 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0025-01
0、前言
随着煤矿资源的减少，回采工作面地质条件日趋复杂，受煤层底板等高线变化、地质构造、上下区段工作面布置的影响，传统的等长、机风巷直线平行的综采工作面布置逐渐减少，现多出现综采工作面起止位置与工作面推进位置出现斜交，工作面机风巷出现拐弯的现象，直接影响工作面综采设备的利用率及煤炭采出率。
许疃煤矿3224工作面设计时受断层影响，同时为提高资源回收率，在一定范围内缓解矿井近期生产接替压力，工作面布置时有一17°的转角，回采过程中必须进行调斜开采。由于工作面机巷使用端头支架维护下出口，转载机放置在两端头支架中间，不能灵活的向上靠。而回采时以机尾为旋转中心，将导致机头短，运输机与转载机搭接不合理，出现无法出煤的状况。为合理解决调斜开采出现的各种问题，通过现场回采实践，总结出一套综采工作面调斜回采技术方案。
1、工程概况
许疃煤矿3234综采工作面为矿井32块段第二个区段，该工作面上区段（西）紧靠3222工作面和-410m防水煤柱，下区段（东）为3226工作面（尚未准备）及F5断层，北到68勘探线，南到32块段上山。工作面走向长1650m，倾向平均长158m。
工作面主采32煤，煤层厚度1.68～3.3m，平均2.46m。煤层赋存较稳定，结构复杂，以一层薄夹矸为主，夹矸岩性为泥岩或炭质泥岩。煤层老顶为细砂岩，厚度为3.72-8.75m，平均6.14m，厚层状，细粒结构，以石英为主；直接顶为泥岩，厚度为0-24.78m，平均7.39m，块状，局部含粉砂，致密，性脆，短柱水平层理，具滑面，局部含一道煤线；直接底为泥岩，厚度为1.2-7.85m，平均4.0m，块状，中夹一道煤线，含较多的炭化植物化石碎片；老底为细砂岩，厚度为1.75～6.04m，平均3.10m，中厚层状，主要成分为石英，次为长石，硅质胶结，致密，坚硬。
该工作面地质条件较复杂，断层发育，据三维勘探与实际揭露资料，共发现断层大小50条（落差大于1m的断层30条），多以正断层为主，其中DF230-1、DF206、J-10、J-11会对回采造成较大影响。工作面回采期间正常涌水量25m3/h左右，初放期间的最大涌水量40m3/h左右。
工作面采用单一走向长壁采煤法，一次采全高后退式全部垮落法综合机械化回采。
工作面主要回采设备：ZY6800-17/36型掩护式支架、ZTZ21000/17/32端头液压支架（下端头）、MG400/920-QWD型采煤机、SGZ800/800刮板运输机、SZZ830/250转载机等。
2、调斜回采技术方案
由于工作面有17°的转角，因此必须对工作面以机尾为旋转中心进行调斜，即机尾不进尺或少进尺，机头多进尺的割煤方法。
根据链板机可弯曲长度、顶板岩性、支架完好状况等因素考虑，首先确定甩采比例选为5：1，即机头进五刀，机尾进一刀。
工作面下端头使用ZTZ21000/17/32端头液压支架支护，因此调斜就必须带端头支架一起调斜，为使转载机顺利通过拐点，同时保证搭接合理，我们对拐点上帮进行了刷帮，根据转载机及端头支架长度，确定转变所需刷扩宽度。
3、调斜回采工艺流程及要求
（1）工艺流程
当工作面采至预定甩采位置时，使工作面达到“三直两平”，然后煤机从25架进刀、移架、抵车，机头正常抵800mm，将25架到机头与工作面其它部分形成一个三角，然后煤机再分别从50架、75架和100架进刀，移架并抵车，将这些部分到机头与工作面其它部分形成一个三角，最后从机尾开始进刀割到机头，保持机头机尾同进800mm，将工作面割直，至此完成一个循环。按上述方法，完成6个循环，工作面机头共进50m，机尾共进10m，完成调斜任务后，工作面再平推，使工作面保持“三直两平”状态，为下一步回采做好准备。
（2）工艺要求
①保持移架和抵车从机尾向机头方向进行。
②割每刀煤时要求支架架尾向机头方向调，具体调节幅度根据现场支架状态进行调整，保持支架垂直运输机。
③严格工作面工程质量管理，每个循环结束尽量做到工作面“三直两平”，支架状态良好，支架初撑力达到要求。
④回采时注意调整支架的方向，保持支架架头朝机头方向有一定的偏角（以支架垂直链板机为参照点），保证支架的推移杆在底托导向槽内有左右摆的空间，避免因支架推移杆蹩支架脚，导致运输机上窜过快。
⑤调斜期间机尾进度较慢，受超前集中应力及支架反复支撑影响，采动破坏严重，且岩性较差，顶板破碎，及时拉超前架进行管理顶板。
⑥调斜期间，由于工作面变长及运输机上窜等原因，导致在机头位置留有一定宽度的煤垛，在机头每进一刀时，以人工或放炮的形式同进度处理掉该段煤垛。另外工作面第一架与机巷端头支架之间的架间隙增大，架间隙每达到500mm必须进行人工使棚管理顶板。
4、回采经验总结
①开始调斜回采时，工作面机头超前机尾7.1m，机头至70架全岩，随工作面向前推进，工作面机头超前机尾逐渐增多，工作面被拉长，机头变短，输送机与转载机搭接不良，单位采用上靠端头支架、提高机头位置，在运输机与转载机之间铺设临时溜槽的方法，提高出煤效率，同时注意控制煤量，以减少拉回头煤量。
②工作面甩采期间，平均机头进尺2.4m，机尾进尺0.5m，由于全岩进尺较慢，工作面涌水量较大，水煤涌出较多，机头处多於煤，下出口因压力下沉较快和煤泥淤积的原因导致下出口高度不足，需要每班专人负责机头挖於煤并疏通排水通道。由于机头下沉较快，机头与端头之间部分时间发生咬架，后经专人调架后改善。
③调斜期间，端头支架连同转载机转向是机头控制的重点和难点。调斜前期，工作面缩短二部皮带机尾，采用40T链板机搭接在二部皮带和转载机之间，在40T链板机可以小角度弯曲的情况下，拉端头支架和转载机时在转载机中部和转载机机头处打单体支柱配合转弯，随时调节转载机机头吐煤口落点与链板机位置，端头支架拉动时架头微调，以保证端头支架与转载机顺利转向。
④工作面采过拐点后，工作面由机头超前21m变为机尾超前21m，工作面输送机开始缓慢下滑，此时采用工作面机头快速进尺加刀，小范围抹拐的方式拉长工作面，并及时下拨端头支架以及转载机。在机尾超前机头11m时，机尾出现长达6m的露头煤，其中2m在支架保护下，剩下4m采用人工使棚的方式进行管理。因此得出教训：在过拐点前工作面尽量机头多甩，可以保证在过拐点后机尾超前机头距离较小，有效防止输送机下滑过多。
5、结束语
许疃煤矿3234综采工作面通过对旋采过程中可能出现的各种技术难题进行研究，提前制定了旋采技术方案和施工安全技术措施，在生产实际工程中，严格落实进刀和调斜措施，对施工过程中出现的问题及时进行总结，确保了综采工作面的安全、连续、顺利的通过了旋采位置，为同类地质条件下综采工作面的旋采积累了宝贵的生产、技术经验。
作者简介
刘守福（1985～），男，安徽临泉人，2009年7月毕业于中国矿业大学，助理工程师。现在淮北矿业（集团）有限责任公司许疃煤矿技术科采煤组工作。
[关键词]综采工作面 旋采 调斜 技术保障
中图分类号：TP372 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）23-0025-01
0、前言
随着煤矿资源的减少，回采工作面地质条件日趋复杂，受煤层底板等高线变化、地质构造、上下区段工作面布置的影响，传统的等长、机风巷直线平行的综采工作面布置逐渐减少，现多出现综采工作面起止位置与工作面推进位置出现斜交，工作面机风巷出现拐弯的现象，直接影响工作面综采设备的利用率及煤炭采出率。
许疃煤矿3224工作面设计时受断层影响，同时为提高资源回收率，在一定范围内缓解矿井近期生产接替压力，工作面布置时有一17°的转角，回采过程中必须进行调斜开采。由于工作面机巷使用端头支架维护下出口，转载机放置在两端头支架中间，不能灵活的向上靠。而回采时以机尾为旋转中心，将导致机头短，运输机与转载机搭接不合理，出现无法出煤的状况。为合理解决调斜开采出现的各种问题，通过现场回采实践，总结出一套综采工作面调斜回采技术方案。
1、工程概况
许疃煤矿3234综采工作面为矿井32块段第二个区段，该工作面上区段（西）紧靠3222工作面和-410m防水煤柱，下区段（东）为3226工作面（尚未准备）及F5断层，北到68勘探线，南到32块段上山。工作面走向长1650m，倾向平均长158m。
工作面主采32煤，煤层厚度1.68～3.3m，平均2.46m。煤层赋存较稳定，结构复杂，以一层薄夹矸为主，夹矸岩性为泥岩或炭质泥岩。煤层老顶为细砂岩，厚度为3.72-8.75m，平均6.14m，厚层状，细粒结构，以石英为主；直接顶为泥岩，厚度为0-24.78m，平均7.39m，块状，局部含粉砂，致密，性脆，短柱水平层理，具滑面，局部含一道煤线；直接底为泥岩，厚度为1.2-7.85m，平均4.0m，块状，中夹一道煤线，含较多的炭化植物化石碎片；老底为细砂岩，厚度为1.75～6.04m，平均3.10m，中厚层状，主要成分为石英，次为长石，硅质胶结，致密，坚硬。
该工作面地质条件较复杂，断层发育，据三维勘探与实际揭露资料，共发现断层大小50条（落差大于1m的断层30条），多以正断层为主，其中DF230-1、DF206、J-10、J-11会对回采造成较大影响。工作面回采期间正常涌水量25m3/h左右，初放期间的最大涌水量40m3/h左右。
工作面采用单一走向长壁采煤法，一次采全高后退式全部垮落法综合机械化回采。
工作面主要回采设备：ZY6800-17/36型掩护式支架、ZTZ21000/17/32端头液压支架（下端头）、MG400/920-QWD型采煤机、SGZ800/800刮板运输机、SZZ830/250转载机等。
2、调斜回采技术方案
由于工作面有17°的转角，因此必须对工作面以机尾为旋转中心进行调斜，即机尾不进尺或少进尺，机头多进尺的割煤方法。
根据链板机可弯曲长度、顶板岩性、支架完好状况等因素考虑，首先确定甩采比例选为5：1，即机头进五刀，机尾进一刀。
工作面下端头使用ZTZ21000/17/32端头液压支架支护，因此调斜就必须带端头支架一起调斜，为使转载机顺利通过拐点，同时保证搭接合理，我们对拐点上帮进行了刷帮，根据转载机及端头支架长度，确定转变所需刷扩宽度。
3、调斜回采工艺流程及要求
（1）工艺流程
当工作面采至预定甩采位置时，使工作面达到“三直两平”，然后煤机从25架进刀、移架、抵车，机头正常抵800mm，将25架到机头与工作面其它部分形成一个三角，然后煤机再分别从50架、75架和100架进刀，移架并抵车，将这些部分到机头与工作面其它部分形成一个三角，最后从机尾开始进刀割到机头，保持机头机尾同进800mm，将工作面割直，至此完成一个循环。按上述方法，完成6个循环，工作面机头共进50m，机尾共进10m，完成调斜任务后，工作面再平推，使工作面保持“三直两平”状态，为下一步回采做好准备。
（2）工艺要求
①保持移架和抵车从机尾向机头方向进行。
②割每刀煤时要求支架架尾向机头方向调，具体调节幅度根据现场支架状态进行调整，保持支架垂直运输机。
③严格工作面工程质量管理，每个循环结束尽量做到工作面“三直两平”，支架状态良好，支架初撑力达到要求。
④回采时注意调整支架的方向，保持支架架头朝机头方向有一定的偏角（以支架垂直链板机为参照点），保证支架的推移杆在底托导向槽内有左右摆的空间，避免因支架推移杆蹩支架脚，导致运输机上窜过快。
⑤调斜期间机尾进度较慢，受超前集中应力及支架反复支撑影响，采动破坏严重，且岩性较差，顶板破碎，及时拉超前架进行管理顶板。
⑥调斜期间，由于工作面变长及运输机上窜等原因，导致在机头位置留有一定宽度的煤垛，在机头每进一刀时，以人工或放炮的形式同进度处理掉该段煤垛。另外工作面第一架与机巷端头支架之间的架间隙增大，架间隙每达到500mm必须进行人工使棚管理顶板。
4、回采经验总结
①开始调斜回采时，工作面机头超前机尾7.1m，机头至70架全岩，随工作面向前推进，工作面机头超前机尾逐渐增多，工作面被拉长，机头变短，输送机与转载机搭接不良，单位采用上靠端头支架、提高机头位置，在运输机与转载机之间铺设临时溜槽的方法，提高出煤效率，同时注意控制煤量，以减少拉回头煤量。
②工作面甩采期间，平均机头进尺2.4m，机尾进尺0.5m，由于全岩进尺较慢，工作面涌水量较大，水煤涌出较多，机头处多於煤，下出口因压力下沉较快和煤泥淤积的原因导致下出口高度不足，需要每班专人负责机头挖於煤并疏通排水通道。由于机头下沉较快，机头与端头之间部分时间发生咬架，后经专人调架后改善。
③调斜期间，端头支架连同转载机转向是机头控制的重点和难点。调斜前期，工作面缩短二部皮带机尾，采用40T链板机搭接在二部皮带和转载机之间，在40T链板机可以小角度弯曲的情况下，拉端头支架和转载机时在转载机中部和转载机机头处打单体支柱配合转弯，随时调节转载机机头吐煤口落点与链板机位置，端头支架拉动时架头微调，以保证端头支架与转载机顺利转向。
④工作面采过拐点后，工作面由机头超前21m变为机尾超前21m，工作面输送机开始缓慢下滑，此时采用工作面机头快速进尺加刀，小范围抹拐的方式拉长工作面，并及时下拨端头支架以及转载机。在机尾超前机头11m时，机尾出现长达6m的露头煤，其中2m在支架保护下，剩下4m采用人工使棚的方式进行管理。因此得出教训：在过拐点前工作面尽量机头多甩，可以保证在过拐点后机尾超前机头距离较小，有效防止输送机下滑过多。
5、结束语
许疃煤矿3234综采工作面通过对旋采过程中可能出现的各种技术难题进行研究，提前制定了旋采技术方案和施工安全技术措施，在生产实际工程中，严格落实进刀和调斜措施，对施工过程中出现的问题及时进行总结，确保了综采工作面的安全、连续、顺利的通过了旋采位置，为同类地质条件下综采工作面的旋采积累了宝贵的生产、技术经验。
作者简介
刘守福（1985～），男，安徽临泉人，2009年7月毕业于中国矿业大学，助理工程师。现在淮北矿业（集团）有限责任公司许疃煤矿技术科采煤组工作。