周希應(yīng)

（大同煤礦集團(tuán)有限責(zé)任公司四臺(tái)礦，山西 大同 037007）

同煤集團(tuán)四臺(tái)礦地質(zhì)條件異常復(fù)雜，斷層、沖刷、陷落柱、褶曲遍布各盤區(qū)。為了實(shí)現(xiàn)精采細(xì)采、減少搬家次數(shù)及提高煤炭回收率,掘進(jìn)工作面時(shí)進(jìn)行了轉(zhuǎn)彎設(shè)計(jì)，并利用轉(zhuǎn)彎皮帶裝置來運(yùn)輸煤炭。

1 調(diào)斜開采介紹

綜采調(diào)斜技術(shù)的實(shí)質(zhì)是小角度的旋轉(zhuǎn)，是在開采三角煤、往復(fù)開采和工作面過斷層等范圍內(nèi)的綜采技術(shù)應(yīng)用。它是以工作面運(yùn)輸機(jī)頭或機(jī)尾為旋轉(zhuǎn)中心，另一端圍繞旋轉(zhuǎn)中心旋轉(zhuǎn)，將工作面分割成若干個(gè)小扇形來進(jìn)行開采的生產(chǎn)技術(shù)。

2 工作面的形成原因

14#81402工作面位于四臺(tái)礦14#層414盤區(qū)，北鄰14#層414盤區(qū)巷，南部為羅家辛窯保護(hù)煤柱。工作面煤層南高北低，整體呈單斜構(gòu)造，煤層厚度2.8~3.4 m，平均3.1 m，煤層傾角0.3°~10.3°，平均5.2°。與上覆12#層層間距平均10.63 m。在掘進(jìn)51402巷遇H=3.0 m斷層平行巷道方向向前延伸。本著精采細(xì)采的原則，決定根據(jù)斷層的傾向及走向，兩巷旋轉(zhuǎn)25°繼續(xù)向前掘進(jìn)。掘進(jìn)670 m后遇巖墻退后拐切，如下圖1所示。

調(diào)斜后內(nèi)部工作面參數(shù)：（525+152+40）×180×3.2×1.3=5.369×105t，其中三角煤量：40×180×3.2×1.3=3.0×104t。

圖1 14#層414盤區(qū)81402工作面平面布置圖

3 調(diào)斜開采前的準(zhǔn)備工作

①工作面支架縮小至最小控頂距，保證達(dá)到規(guī)定初撐力，并將護(hù)壁板伸出。②拆除轉(zhuǎn)彎皮帶裝置。③由于開采至轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)載機(jī)不能彎曲，所以在調(diào)斜前需將轉(zhuǎn)載機(jī)拉到外部，在轉(zhuǎn)載機(jī)尾與工運(yùn)機(jī)頭之間穩(wěn)一部132小鐵溜實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)載機(jī)與工運(yùn)機(jī)連接。④為將轉(zhuǎn)載機(jī)順利拉出外部，需提前在調(diào)斜處開幫，并在開幫處采取有效支護(hù)。

4 旋轉(zhuǎn)開采工藝

當(dāng)工作面頭部推進(jìn)至距拐點(diǎn)6.4 m的時(shí)候開始進(jìn)行調(diào)斜開采,調(diào)斜角度25°、長度80 m。按照頭與尾按1∶6比例割煤，將調(diào)斜區(qū)域劃分為16個(gè)小扇形區(qū)（見圖2），每個(gè)小扇形區(qū)內(nèi)“長”“短”刀配合割煤，即在工作面 100#、80#、60#、40#、20#支架進(jìn)刀。第六刀從工作面尾割到頭，割第六刀時(shí)通長工作面推進(jìn)一刀。反復(fù)采用該調(diào)采程序,工作面直至推到調(diào)斜結(jié)束。

圖2 斜區(qū)域劃分為16個(gè)小扇形區(qū)

圖3 14#層414盤區(qū)81402工作面采煤工藝流程圖

具體采煤工藝流程：溜頭到位后停止推進(jìn)，機(jī)組分別從100#、80#、60#、40#、20#支架處進(jìn)刀向尾割煤—隨機(jī)移架—尾割通后空刀向頭返至下一進(jìn)刀處—隨機(jī)移溜—機(jī)組進(jìn)刀向尾割煤—隨機(jī)移架—尾割通后空刀向頭—隨機(jī)移溜—斜切進(jìn)刀—機(jī)組向尾割煤—隨機(jī)移架。如圖3所示。

5 調(diào)斜開采注意事項(xiàng)

①調(diào)斜開采前，必須將支架調(diào)整至不歪、不擠，并與工運(yùn)機(jī)垂直，設(shè)備保持完好狀態(tài)。②每割完一個(gè)小扇形區(qū)段后，支架必須保持一條直線。③必須按規(guī)定要求在每個(gè)點(diǎn)進(jìn)刀、拉架、推溜，從尾往頭割煤，嚴(yán)禁違規(guī)操作，否則會(huì)造成擠架咬架及支架竄頭竄尾事故，帶來嚴(yán)重后果。④調(diào)斜期間，由于機(jī)頭機(jī)尾的推進(jìn)度不一致，所以綜采支架移動(dòng)步距亦不一致。因此，很容易造成液壓支架的擠、咬架現(xiàn)象的發(fā)生。為此，必須保證頂?shù)装甯钇?，及時(shí)調(diào)整液壓支架間的間隙，頭至10#架盡量少移動(dòng)。調(diào)架時(shí)，使用單體液壓支柱配合千斤頂來完成，人員必須站在安全地點(diǎn)。⑤由于工作面尾部空頂區(qū)域較大，所以需加強(qiáng)尾部頂板支護(hù)。

6 存在問題

①轉(zhuǎn)載機(jī)到拐彎處后，需甩掉轉(zhuǎn)角裝置，整體往外移，轉(zhuǎn)載機(jī)調(diào)正后，在尾部鋪一部40 t小鐵溜，實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)煤。②皮帶巷拐彎處需開幫扮角滿足轉(zhuǎn)載機(jī)整體往外移。尾部調(diào)斜處開成弧形巷道，可避免增減支架和溜子。拐彎處需扮角（0.5～4.0）m×50 m，超寬處需加強(qiáng)支護(hù)。

7 工作面尾出口頂板安全管理措施

隨著工作面的推進(jìn)，尾端頭頂板裸露面積越來越大，因此需進(jìn)行有效的支護(hù)以防止出現(xiàn)頂板事故。

①尾順槽轉(zhuǎn)彎處使用DZ31.5型單體液壓支柱及“π”型花邊梁進(jìn)行支護(hù)，巷道轉(zhuǎn)彎處前后10 m范圍內(nèi)支設(shè)單體支柱三排，排距1.0 m，柱距1.0 m，支柱防倒、花邊梁防墜裝置齊全有效。②當(dāng)工作面推進(jìn)至巷道轉(zhuǎn)彎處端頭支架至煤幫為1.5~2.5 m時(shí)，平行巷道在支架與煤壁中間均勻支設(shè)兩排單體支柱，排距為0.8 m；端頭支架至煤幫為2.6~3 m時(shí)，平行巷道在支架與煤壁中間均勻支設(shè)三排單體支柱，排距為0.8 m，柱距1.0 m，支柱防倒、花邊梁防墜裝置齊全有效。③在51402巷轉(zhuǎn)彎超寬處靠煤柱幫支設(shè)“#”字木垛，規(guī)格為1.2 m×2 m，間距4 m，支設(shè)7~10個(gè)。木垛每層之間必須用把鋸固定，木垛與頂板之間必須用板皮或木楔打緊背牢，木垛之間支設(shè)堆柱進(jìn)一步加強(qiáng)支護(hù)。

8 轉(zhuǎn)彎皮帶裝置的優(yōu)點(diǎn)

①使用轉(zhuǎn)彎皮帶裝置只用1個(gè)皮帶頭，節(jié)省2部皮帶中的1部，沒有電控，可節(jié)省1個(gè)人工，也減少了中驅(qū)皮帶機(jī)可能發(fā)生的機(jī)電事故及對(duì)生產(chǎn)的影響。②轉(zhuǎn)角裝置尺寸為3.5 m×2.6 m，體積小，本身不帶驅(qū)動(dòng)，不用儲(chǔ)帶裝置，減小了轉(zhuǎn)載機(jī)移動(dòng)后的小鐵溜長度，加快了回采速度，提高了工作效率。

9 結(jié)束語

①通過這次調(diào)斜開采，相對(duì)比小搬家多采煤5.2×104t，減少了一次搬家，提高了煤炭資源的回收率，延長了工作面的服務(wù)時(shí)間，緩解了銜接緊張的局面。直接產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為3 800余萬元，節(jié)約巷道320 m。②隨著礦井的開采，可采儲(chǔ)量及服務(wù)年限逐年縮小，而四臺(tái)礦由于地質(zhì)條件復(fù)雜，斷層、陷落柱、沖刷等地質(zhì)構(gòu)造及村莊煤柱、小窯破壞區(qū)嚴(yán)重影響工作面的正常布置，調(diào)斜開采工藝對(duì)礦區(qū)將來非正規(guī)工作面具有極其重大的指導(dǎo)意義，對(duì)其他收縮礦井類似條件煤層布面及回采工藝的選擇也有一定的參考價(jià)值。③綜采調(diào)斜開采技術(shù)主要適用于不等長三角煤的開采。采用該技術(shù)減少了資源丟失，延緩了工作面開采時(shí)間，保證了生產(chǎn)的正常銜接，為綜采工作面三角煤安全開采積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

[1]錢鳴高，劉聽成.礦山壓力與其控制[M].北京：煤炭工業(yè)出版社，1989.