朱濤濤 胡 強(qiáng)

（棗莊礦業(yè)（集團(tuán)）付村煤業(yè)有限公司，山東 微山 277600）

實(shí)心旋轉(zhuǎn)調(diào)采是指在調(diào)采過程中，采煤機(jī)頭或機(jī)尾一端保持不動(dòng)，通過機(jī)尾或機(jī)頭一端的移動(dòng)而進(jìn)行的調(diào)采方法，該方法具有工藝簡(jiǎn)單、投資小、效益高等優(yōu)點(diǎn)，但由于受旋轉(zhuǎn)工藝限制，該工藝調(diào)斜范圍較小，不利于在大傾角工作面實(shí)施[1]。棗莊礦業(yè)（集團(tuán)）付村煤業(yè)有限公司付村煤礦3下1001為大傾角工作面，此工作面在綜采過程中成功實(shí)施了實(shí)心旋轉(zhuǎn)調(diào)采工藝，并取得了良好效果。

1 工作面概況

3下1001工作面位于東十采區(qū)中部，東距歡城斷層38～50.0m，西為3上1010工作面，南為3下1007設(shè)計(jì)工作面，北為3下1002工作面采空區(qū)，上方為3上1001工作面采空區(qū)。工作面煤層厚度3.3～4.0m，煤層傾角7～19°，直接頂為4.67m的粉砂巖，直接底為0.61m砂質(zhì)泥巖，基本底為9.0m粉砂巖。

3下1001工作面兩巷平行布置，工作面切眼處材巷拖后于運(yùn)巷38.0m。材巷與3上1010材巷連接；運(yùn)巷靠3下1002工作面采空區(qū)布置，與3上1002運(yùn)巷相連、運(yùn)巷溜煤眼連接；工作面開切眼位于歡城斷層西30～60.0m。材運(yùn)兩巷高差38.0m，開切眼傾角為7～15.5°，平均傾角10°，如圖1所示。

圖1 3下1001工作面切眼剖面圖

2 工作面初采調(diào)采方案

考慮到最大限度回收資源，工作面開切眼材巷拖后運(yùn)巷約38.0m。工作面初采期間，需進(jìn)行大比例調(diào)采機(jī)頭。根據(jù)工作面兩巷高差、開切眼傾角、工作面設(shè)備狀況，工作面材巷應(yīng)拖后運(yùn)巷約19.0m。

3下1001工作面開切眼材巷拖后運(yùn)巷布置，能夠多回采出三角煤，具體如圖2所示。

工業(yè)儲(chǔ)量：塊段面積×煤厚×容重=3458×3.7×1.34=1.7萬t?？刹蓛?chǔ)量：基礎(chǔ)儲(chǔ)量×回采率=1.7×95%=1.6萬t。

通過工作面調(diào)采，可多回收煤炭資源1.6萬t。

圖2 3下1001工作面回收三角煤示意圖

工作面初采期間需調(diào)采機(jī)頭約19.0m，調(diào)采分兩個(gè)階段進(jìn)行：

（1）第一階段為機(jī)頭推采19.2m，機(jī)尾推采0.8m，調(diào)采比例為24:1。

（2）第二階段機(jī)頭調(diào)采19.0m后，根據(jù)工作面運(yùn)輸機(jī)上竄下滑狀況，進(jìn)行小比例調(diào)采，控制住運(yùn)輸機(jī)的上竄下滑，工作面進(jìn)入正規(guī)推采階段，如圖3。

圖3 3下1001工作面初采調(diào)采平面示意圖

3 工作面實(shí)心旋轉(zhuǎn)調(diào)采工藝

3.1 煤機(jī)切割方式

旋轉(zhuǎn)調(diào)采有兩種切割方式，即長(zhǎng)刀斜切和短刀斜切。由于3下1001工作面傾角較大，采用“短”刀斜切、先零后整方式割煤。

（1）循環(huán)數(shù)的確定

式中：

L頭-機(jī)頭進(jìn)尺，m；

L尾-機(jī)尾進(jìn)尺，m。

第一階段調(diào)采：L頭=19m，L尾=0.8m，共24個(gè)循環(huán)，工作面旋轉(zhuǎn)6°。

工作面旋轉(zhuǎn)調(diào)采19.0m，工作面機(jī)尾支架調(diào)架困難，易造成擠架、咬架、倒架現(xiàn)象。工作面調(diào)采時(shí)采取6:1比例進(jìn)行調(diào)采，機(jī)尾割通后不進(jìn)行推移溜槽，直接返機(jī)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)調(diào)采。第二階段調(diào)采采用虛中心調(diào)采，采用2:1或3:1進(jìn)行調(diào)采，微調(diào)工作面，控制住運(yùn)輸機(jī)上竄下滑。

（2）循環(huán)內(nèi)刀數(shù)的選取

在3下1001工作面的調(diào)采過程中，為保證每一個(gè)調(diào)采循環(huán)內(nèi)的最后一刀能夠?qū)⒐ぷ髅娓钪?，本循環(huán)的前幾刀均采用有規(guī)律的短刀切割。這就使得每個(gè)切割循環(huán)的切割截面為扇形，扇形面積的大小主要與設(shè)備性能和工作面的長(zhǎng)度有關(guān)。為使采煤機(jī)的截深能發(fā)揮最大功效，ab弧的長(zhǎng)度應(yīng)為采煤機(jī)有效截深的整數(shù)倍，同時(shí)，為了保持工作面的垂直度，要保證每一短刀的切割線平行于通刀切割線。在開采中，通過對(duì)3下1001工作面的實(shí)際測(cè)算，本調(diào)采確定6刀為一個(gè)循環(huán)。如圖4 所示。

圖4 單循環(huán)調(diào)采旋轉(zhuǎn)角度

①ab的弧長(zhǎng)

式中：

b-采煤機(jī)的有效截深，m；

n-實(shí)際每循環(huán)刀數(shù)。

② 驗(yàn)算α角的大小

式中：

α-扇形圓心角，（°）；

α1-輸送機(jī)設(shè)計(jì)允許彎曲角度為5°；

l-工作面（最短）長(zhǎng)度為180.0m。

當(dāng)驗(yàn)算中出現(xiàn)α＞α1的情況時(shí)，可以采用減少循環(huán)內(nèi)刀數(shù)的方法進(jìn)行調(diào)整。

③ 求拐點(diǎn)間距p

第一階段調(diào)采：

P=l/n=180/6=30， 即 20 架

6個(gè)切割點(diǎn)的初始位置分別為：第一切割點(diǎn)在42號(hào)架處（根據(jù)煤機(jī)身長(zhǎng)度18.0m、溜子彎曲段不少于27.0m），第三、四、五切割點(diǎn)分別在60號(hào)架處、80號(hào)架處、100號(hào)架處，第六切割點(diǎn)則在126號(hào)架處。另外，在工作面地質(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)，采煤機(jī)的折返點(diǎn)要選擇在頂板完整的地段，以免發(fā)生意外。

3.2 采煤工藝

（1）按照端頭進(jìn)尺定好工程線進(jìn)行拉架，并順直工作面支架，推出運(yùn)輸機(jī)；

（2）采煤機(jī)采用以下方式循環(huán)割煤，每6刀為一個(gè)循環(huán)；

以第一階段調(diào)采煤機(jī)往機(jī)頭方向割煤為例，如圖5所示。

第一刀（短刀）：從機(jī)頭—42#，運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭進(jìn)尺1.6m；

第二刀（短刀）：從機(jī)頭—60#，運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭進(jìn)尺0.8m；

第三刀（短刀）:從機(jī)頭—80#，運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭進(jìn)尺0.8m；

第四刀（短刀）:從機(jī)頭—100#，運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭進(jìn)尺0.8m；

第五刀（通刀）:從機(jī)頭—機(jī)尾，運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭進(jìn)尺0.8m，運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾割通后不推溜；

（3）采煤機(jī)割煤期間要保證采高，煤壁、頂?shù)装迤街?，順平直運(yùn)輸機(jī)；

（4）調(diào)采期間，必須保證工作面工程質(zhì)量，使用好工程線。

（5）工作面機(jī)頭調(diào)采19.2m后，工作面正刀推采2刀，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭上竄10.0cm，根據(jù)這一現(xiàn)象，工作面調(diào)采進(jìn)入第二階段。采取虛中心調(diào)采機(jī)頭，以2:1比例進(jìn)行調(diào)采，通過小比例的調(diào)采調(diào)整，在工作面機(jī)尾超前機(jī)頭14.0m時(shí)工作面運(yùn)輸機(jī)不再進(jìn)行上竄下滑，開始進(jìn)入正規(guī)推采階段。

圖5 工作面調(diào)采進(jìn)刀圖

4 實(shí)施效果

本次大傾角綜采工作面旋轉(zhuǎn)調(diào)采技術(shù)的應(yīng)用，確保了工作面的正常有序生產(chǎn)，調(diào)采后工作面多采出煤炭約1.6萬t，按照800元/t元計(jì)算，可產(chǎn)生1280.0萬元效益。該技術(shù)的應(yīng)用成功解決了大傾角綜采工作面大比例旋轉(zhuǎn)調(diào)采期間的安全高效推采問題，為其他礦井類似條件下旋轉(zhuǎn)調(diào)采等問題提供了指導(dǎo)、借鑒和技術(shù)參考。