非规整布置综采工作面回采技术实践

刘兆义，陈 科，顾新泽

（徐州矿务集团有限公司生产技术部，江苏徐州 221006）

非规整布置综采工作面回采技术实践

刘兆义，陈 科，顾新泽

（徐州矿务集团有限公司生产技术部，江苏徐州 221006）

针对徐矿集团张双楼煤矿7119工作面呈不等长和转向布置的状况，制定了旋转中心虚实组合调采及渐进缩面技术方案，科学解决了非规整布置综采工作面推进技术难题。

非规整;组合调采;渐进缩面

Practice of Full-mechanized Mining in Irregular Face

徐州矿务集团张双楼煤矿东一深部采区7119综采工作面临近F9大断层，地质构造相对复杂，工作面呈不等长和转向布置。为解决非规整布置综采工作面推进技术难题，经过认真研究探讨，制定了组合调采及渐进缩面技术方案，在实施中达到了预期的目标。

1 工作面概况

1.1 工作面地质条件

7119工作面位于－1000m水平东一采区，西起工广保护煤柱，东临7119（里）工作面采空区，南临F9大断层，北部为未采区。该面总体上为一倾向N的单斜构造，煤层倾角10～32°，平均23°，工作面煤厚1.2～4.5m，平均3.4m，设计走向长度1500m，倾斜长度125m。

1.2 工作面设备选型

该工作面安装ZY5200－18/38型掩护式支架83架，MG300/700－WD型双滚筒采煤机1台，SGZ－764/630型输送机1部，运输巷安装SZZ－764/160型转载机和PCM－110型破碎机各1部，SJ－150胶带式输送机3部。

1.3 工作面布置情况

受F9大断层影响，工作面回风巷初始呈伪上山掘进，平均角度18°，掘进200m后转向沿走向并平行于运输巷掘进，由此形成回风巷反坡，与回风巷走向呈12°夹角。反坡巷道宽×高=4m×2.8m，支护形式为锚网梁索联合支护。受断层拉伸影响，工作面在两巷掘进1300m位置，煤层底板等高线变化较大，两巷掘进向顶板方向调整9°，以减少巷道掘进时的上山角度和工作面回采时的俯斜角度。F9大断层影响导致工作面整体呈不规整布置（见图1）。

图1 7119工作面平面布置

2 工作面转向组合调采技术

2.1 技术方案的选择

正常情况下，工作面旋转调采分实中心旋转和虚中心旋转2种。实中心旋转调采工艺简单，调斜范围较小，但由于旋转中心的移架步距逐步变小，顶板所受反复支撑次数逐渐增多，中心附近顶板管理困难;而虚中心旋转中心端保持一定的前移量，顶板煤壁维护难度小，但调斜范围较大。权衡利弊，确定采取旋转中心虚实组合进行旋转调采。

2.2 调采技术参数的确定

（1）调采循环割煤刀数N

式中，N为循环割煤刀数，取整数;L为工作面面长，取124m;Smin为面内调采拐点间的最小间距，即虚中心旋转调采最小半径，取31m。

每一调采循环割煤4刀，调斜组合为3短 （虚中心）1长 （实中心），调采比例1∶4，即面上端头进4刀，下端头进一刀。

（2）调采循环调斜角α'

式中，α'为调斜转角;B为采煤机滚筒截深，0.6m，符合循环调斜转角α'不超过1.5°要求。

（3）调采起始位置OC

工作面转向角度为9°，工作面组合调采需要旋转的距离AB为:

式中，AB为工作面旋转距离 （弧长）;α工作面旋转角度，9°。

工作面调采按3短1长组合，每个调采循环机头较机尾多进3倍截深，组合调采循环数n为:

工作面起始调采位置距拐点距离OC为:

即运输巷推进距拐点6.6m时，工作面按3短1长组合进行调采。

由于工作面倾角大，为控制大倾角工作面输送机下滑，采用伪斜推进，输送机巷超前回风巷12m，因此，开始调采时工作面距回风巷拐点为18.6m。

2.3 调采循环作业流程和方法

（1）循环第1刀割煤为工作面上端头向下31m范围，工作面上端头进1刀0.6m，31m处进1/4刀0.15m。

（2）循环第2刀割煤为工作面上端头向下62m范围，上端头进1刀0.6m，62m处进1/2刀0.3m。

（3）循环第3刀割煤为工作面上端头向下93m范围，上端头进1刀0.6m，93m处进3/4刀0.45m。

（4）循环第4刀割煤为全工作面范围，上下端头各进1刀0.6m。

进刀深度通过推移刮板输送机控制。

2.4 调采的技术要求

（1）实行单向割煤 调采上端头时，自下而上割煤，下行返空刀，自上而下推工作面输送机。

（2）按顺序移架 自上而下移架，及时调架，保持支架座箱基本同工作面输送机垂直。当移架工作量较大时可分组移架，分组拉茬处支架侧护板必须处于撑开状态，以便能够有调架空间。

（3）保证工程质量 工作面移架时，自上而下移架步距逐渐减少，工作面每一组合调采循环，自上而下调整1次支架，使工作面支架、刮板运输保持一条直线。

（4）适量调整设备位置 工作面调采上端头时，面长变短，为防止支架上窜顶回风巷上帮，影响工作面推进，工作面输送机要保持一定的下滑量;工作面输送机机头下移后要适时下拨运输巷转载机，保证工作面输送机与转载机搭接合理。

（5）随时观察面内输送机状态 当工作面输送机出现不正常上窜下滑时，及时调整施工顺序，控制工作面运输机状态。

3 工作面不等长渐进缩面技术

3.1 技术方案的确定

如图1所示，工作面推到DE位置时，开始进入回风巷反坡，随着推进工作面长度会逐渐缩短，拆除支架量大。常规做法是拆除工作面支架，另穿切眼改炮采工艺回采。此法增加了掘进工作量，不仅劳动强度增加，产能下降，而且丢失资源，安全保障性降低。

若采取缩面回采技术，一般做法是增补巷道，即从回风巷反坡外口起增补1条平行于运输巷的巷道，将面内位于新补巷道上方的支架一次性拆除;这种方法掘进和扩帮工作量大，丢失资源，且工作面需要停采拆除。

为此，确定采用渐进缩面技术:工作面通过向前推进将支架逐渐上窜到回风巷反坡内，在巷道内渐进拆除进入的支架，两架一拆，并缩短面长。回风巷反坡变形量较小，压力显现不明显，4 m宽巷道有拆除支架的条件和空间，简化了在工作面内拆除支架的繁琐程序。

3.2 缩面拆除施工组织

作业方式实行两采一准“三·八”工作制，早班检修准备，中夜班每班割煤4刀，日推进8刀4.8m，日工作面缩短长度为:4.8×tan12°≈1.0m。

按2架一拆方案，工作面每3d缩短长度3m （2架支架），组织拆除一次支架。

3.3 缩面拆除准备工作

在回风巷反坡向外距工作面15m处布置1台拉架及1台调向绞车。拉架绞车用于回风巷反坡向外牵引支架，调向绞车用于牵引过程中支架调向。在反坡起坡处安装1台爬车器，用于支架装车。

3.4 缩面主要工艺流程

（1）反坡巷道内完全窜入支架达到2架后，拆除工作面刮板输送机尾下方普通中部槽2节。

（2）连接工作面刮板输送机底链，固定好上链，轻轻点动工作面输送机机尾电机，将机尾和中部槽对好位，同时将拆除的中部槽外运装车。

（3）将巷道内的2架支架逐一降到最低状态，拆除连接管路，外运装车。

4 工程实践效果

在非规整布置的7119综采工作面推进过程中，应用组合调采技术防止了旋转开采可能造成的事故，实现了工作面精准调向;应用渐进缩面技术累计安全拆除支架25架，工作面由拆架前的81架逐渐缩面至停采线时的56架，没有增加投入和丢失资源;调采和缩面期间保持正常生产，不仅产量没有受到影响，而且工程质量达到全优，实现了非规整布置综采工作面的安全高效回采。

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TD823.493

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1006-6225（2012）05-0036-02

2012－05－02

刘兆义（1968－），男，江苏邳州人，工程师，现任徐矿集团有限公司生产技术部副部长。

［责任编辑:周景林］