史殿峰

（鐵煤集團大興煤礦綜檢車間，遼寧 調(diào)兵山112700）

隨著礦井開采時間和開采深度的增加，大塊的煤田逐步減少，且地質(zhì)構(gòu)造越來越復(fù)雜，利用原有巷道回收邊角煤柱已成為延長礦井服務(wù)年限、提高回采率的主要方法；這樣回采順槽會出現(xiàn)拐彎折線，而綜采工作面過拐點又比較困難，容易出現(xiàn)擠架、倒架、輸送機難以管理，頂板難以控制等困難。為此必須對綜采工作面轉(zhuǎn)角技術(shù)進行探索與實踐。

1 大興礦N1E902 工作面概況

1.1 工作面整體概況

N1E902 工作面位于北一采區(qū)西北部，東北側(cè)為F15 號邊界斷層；南側(cè)為F43 號斷層；西側(cè)為fN1E-2 斷層。工作面上部為N1E706 和N1E705 采空區(qū)，層間距為23 米。工作面下鄰10-1煤層。煤厚為0.29 米，不可采，層間距為10.96 米。工作面工業(yè)儲量48.2 萬噸。工作面運輸巷為機軌合一巷，設(shè)計斷面為14.7m2，頂板采用錨（索）網(wǎng)聯(lián)合支護，巷道兩幫采用錨網(wǎng)聯(lián)合支護。回風巷，設(shè)計斷面為14.7m2，頂板采用錨（索）網(wǎng)聯(lián)合支護，巷道兩幫采用錨網(wǎng)聯(lián)合支護。

1.2 初采轉(zhuǎn)角整體概況

N1E902 工作面掘進期間根據(jù)周圍斷層情況及相鄰礦區(qū)回采情況，為增加原煤回采率，在掘進回順順槽時，彎曲延伸掘進93m。故N1E902 工作面初采時回順為旋轉(zhuǎn)開采，轉(zhuǎn)角度數(shù)21.58°，預(yù)計回順需轉(zhuǎn)角推進93m。其中運順：三角點標高為-562m，切眼至采止線共318m?；仨槪喝屈c標高為-537m，切眼至采止線共411m。運、回順長度差93m，前后高差25m，切眼平均坡度為6°左右為近水平煤層。旋轉(zhuǎn)回采段原煤儲量6.2 萬噸。

2 工作面安裝情況

2.1 工作面安裝支架數(shù)的確定

工作面切眼有效長度S= 原設(shè)計長度- 機頭預(yù)留空間- 加設(shè)輸送短板寬度

= 256.3－0.2－0.375×2=255.4m

支架為169 架時長度為169×1.5=253.5m，輸送機板縫總寬度設(shè)為1.5m?；仨樋臻g剩余：255.4－253.5－1.5=0.4m，考慮傘形回采輸送機會向回順竄1.5m，故支架確定為170 架，放至在距切眼90m 的位置。

2.2 工作面安裝方式

N1E902 工作面選用ZY6400/23/47 掩護型液壓支架架型，共安裝169 組。支架經(jīng)過液壓天吊組裝后，經(jīng)過各部絞車運輸至工作面調(diào)向、安裝。在安裝過程中，根據(jù)工作面初采轉(zhuǎn)角角度，將支架底腳由機尾至機頭方向逐架偏移200mm，形成階梯狀布置。并且1#支架與端2#支架之間形成與轉(zhuǎn)角角度一樣的傾角。實現(xiàn)初期轉(zhuǎn)角開采期間，工作面機頭側(cè)不動，工作面支架呈扇形趨勢回采，并在回順預(yù)留一組支架，待轉(zhuǎn)角初采完畢工作面順直后補充進工作面支架序列，最后達到工作面平直，整體進行推進。

圖1 N1E902 初采轉(zhuǎn)角示意圖

3 初采轉(zhuǎn)角方案

3.1 轉(zhuǎn)角參數(shù)計算

按照常規(guī)綜采工作面轉(zhuǎn)角，需確定以下幾個關(guān)鍵參數(shù)，即：

3.1.1 每循環(huán)割煤總刀數(shù)

m = f+ ( L - D - 2 g )/w =8

3.1.2 轉(zhuǎn)角角度

a =arccos( L3/ L4)=21.58

3.1.3 每循環(huán)轉(zhuǎn)角角度

b = arctg ( m - f ) Z /L =1.44

3.1.4 完成轉(zhuǎn)角共需循環(huán)數(shù)

n = a /b=15

3.1.5 中心點前移量

T = nfb=21.6

式中m—— 每循環(huán)割煤總刀數(shù)，個；

f —— 每循環(huán)通刀個數(shù)/個，取1 個；

L —— 工作面平均長度/m，取253m；

D —— 輸送機機頭、機尾長度/m，取5m；

g —— 采煤機機身長度/m，取12m；

w —— 輸送機可彎曲長度/m，取30m；

Z —— 采煤機截深/m，取0.8m；

L3—— 調(diào)斜開采時工作面長度/m，取250m；

L4—— 調(diào)斜結(jié)束后工作面長度/m，取256m；

可以得出結(jié)論，工作面按常規(guī)方法調(diào)斜，15 個循環(huán)后，方可完成轉(zhuǎn)角任務(wù)。

3.2 轉(zhuǎn)角回采方法

首先，按運順回順推進比例0:8 進行轉(zhuǎn)角，并根據(jù)輸送機實際竄動量調(diào)整為0:4、0:6、0:10 比例進行轉(zhuǎn)角。工作面采取機尾雙向割煤的方式轉(zhuǎn)角，實行機尾多進，機頭少進的轉(zhuǎn)角原則，保證工作面轉(zhuǎn)角時各處（機頭除外）都有一定量的推進度。采煤機割透煤幫，機尾每遍進800mm，機頭不動，工作面拉架時上線按需前移量拉直拉齊推溜，完成每遍轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角期間每推進4 個機尾，采煤機割一遍工作面煤幫，及時調(diào)整支架狀態(tài)。

割煤時，在機尾斜切進刀和在25#、75#、125#支架處（返刀位置）斜切進刀。推溜時采用單向向機尾方向推溜，采煤機割透第一遍機尾退出時，將機尾過渡段推直，采煤機進刀割透第二個尾向機頭割煤時，機尾處溜子不推，待采煤機到達返刀位置后，從返刀位置開始向機尾推溜，形成過渡段，采煤機反向向機尾割煤，采煤機機身后正常推過渡段。

4 轉(zhuǎn)角存在問題及解決方法

4.1 輸送機的控制

4.1.1 向機頭側(cè)竄動

因轉(zhuǎn)角回采過程中，機尾推進多，機頭按一定比例推進或不推進。這就造成輸送機過渡段逐漸向機頭方向竄動，導致輸送機機頭出貨口逐漸變小，滿足不了正常的回采出貨。這就需要選擇靠輸送機機頭側(cè)最近一塊帶天窗的中板斷開輸送機上、下鏈條，并撤出此塊中板，加設(shè)375mm 短板，并根據(jù)機頭縮進量來確定加設(shè)板數(shù)。

4.1.2 向機尾側(cè)竄動

輸送機向機尾側(cè)竄動時，必須觀察好輸送機機頭與轉(zhuǎn)載機搭接狀態(tài)，及時調(diào)整轉(zhuǎn)載機、端頭支架位置向工作面軟幫靠攏。也可以調(diào)整機尾與機頭超前差，多割機尾，保證輸送機出貨口距離后，正常順直、推平輸送機。

4.2 液壓支架的調(diào)整

4.2.1 在安裝的過程中，使液壓支架與輸送機安裝角度盡量垂直或向機頭扭3～5°，并支架與支架間相差200mm。且20 號支架向機頭安裝角度可由10°直至與運順端頭支架平行（22°），形成扇形達到合理的角度和間隙。

4.2.2 在回采過程中，支架操作工必須對支架的扭矩進行嚴格控制，及時用支架側(cè)護板調(diào)整支架間隙與扭矩，符合扇形回采的運動軌跡，保證輸送機平直的推進。同時對機尾架、機頭1#架、端頭架進行密切監(jiān)控?？刂坪门c硬幫之間的距離。必要時，采取開幫、調(diào)正支架等方法確?；夭晒ぷ鞯捻樌M行。

4.3 回順開幫管理

轉(zhuǎn)角回采工作面呈扇形回采走勢，機尾支架與回順硬幫距離呈漸進縮小和漸進增大的趨勢。除觀察好機尾走勢及上述解釋預(yù)留支架外，需對硬板側(cè)進行開幫作業(yè)，以保證機尾支架與硬幫的距離。

4.4 轉(zhuǎn)角期間頂板管理

因轉(zhuǎn)角期間，機頭側(cè)幾乎不進行推進，但支架每個循環(huán)都需進行扭矩的調(diào)整。這就導致支架對頂板進行重復(fù)性的升架、降架，對頂板破壞性較大。故回采時，必須對工作面機頭附近35 組支架機尾后三角點的頂板、煤壁加強綜合管理。采取的措施有：

（1）3#～35#支架梁端距超500mm 時，必須在頂梁前打錨索Φ22×5300，間距3.5 米，兩根錨索中間補打1 根Φ22×2200錨桿，片幫超800mm 時，打幫錨桿護幫，間排距1 米，上大拌頭木托盤。

（2）2#與3#支架間頂板破碎時，根據(jù)2 組支架尾梁開合情況進行補強支護，防止采空區(qū)矸石進入工作面，補強時采取頂梁鋪金屬網(wǎng)或背大拌（工字鋼）補強支護。

（3）轉(zhuǎn)角期間，機尾支架距硬幫寬度為2 米以內(nèi)時，在機尾支架頂梁上背橫大拌棚支護，距離超過2 米時，背橫圓木棚支護，距離超過3.5 米時背工字鋼棚支護，背棚時棚距均為1 米，要求1 梁3 柱，使用泵壓升嚴升實。

（4）機尾三角點寬度達到加架條件后及時加設(shè)支架以利于維護頂板。

5 結(jié)論

5.1 通過對工作面現(xiàn)場條件進行分析和以往轉(zhuǎn)角開采數(shù)據(jù)及經(jīng)驗進行總結(jié)、比較、針對現(xiàn)場實際情況，合理采取了安裝、轉(zhuǎn)角回采方案，并且給工作面初采轉(zhuǎn)角工作預(yù)留出調(diào)正的空間，針對可能出現(xiàn)的問題采取了有效的解決方案。

5.2 將轉(zhuǎn)角開采的方案與科學的施工組織成功運用到了實踐過程中，使得N1E902 工作面初采轉(zhuǎn)角圓滿成功，回采原煤6.2 萬噸，取得了良好的經(jīng)濟和社會效益。

5.3 在復(fù)雜條件下轉(zhuǎn)角開采的順利實施，提高了煤炭資源回收率，拓寬了綜采工作面適用范圍和工作面設(shè)計思路。為在復(fù)雜條件下，靈活布置綜采工作面，增加工作面回采率，提高礦井綜合單產(chǎn)，提供了寶貴的經(jīng)驗和實例。