综采工作面调斜开采技术

周希应

（大同煤矿集团有限责任公司四台矿，山西 大同 037007）

同煤集团四台矿地质条件异常复杂，断层、冲刷、陷落柱、褶曲遍布各盘区。为了实现精采细采、减少搬家次数及提高煤炭回收率,掘进工作面时进行了转弯设计，并利用转弯皮带装置来运输煤炭。

1 调斜开采介绍

综采调斜技术的实质是小角度的旋转，是在开采三角煤、往复开采和工作面过断层等范围内的综采技术应用。它是以工作面运输机头或机尾为旋转中心，另一端围绕旋转中心旋转，将工作面分割成若干个小扇形来进行开采的生产技术。

2 工作面的形成原因

14#81402工作面位于四台矿14#层414盘区，北邻14#层414盘区巷，南部为罗家辛窑保护煤柱。工作面煤层南高北低，整体呈单斜构造，煤层厚度2.8~3.4 m，平均3.1 m，煤层倾角0.3°~10.3°，平均5.2°。与上覆12#层层间距平均10.63 m。在掘进51402巷遇H=3.0 m断层平行巷道方向向前延伸。本着精采细采的原则，决定根据断层的倾向及走向，两巷旋转25°继续向前掘进。掘进670 m后遇岩墙退后拐切，如下图1所示。

调斜后内部工作面参数：（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。

图1 14#层414盘区81402工作面平面布置图

3 调斜开采前的准备工作

①工作面支架缩小至最小控顶距，保证达到规定初撑力，并将护壁板伸出。②拆除转弯皮带装置。③由于开采至转弯处转载机不能弯曲，所以在调斜前需将转载机拉到外部，在转载机尾与工运机头之间稳一部132小铁溜实现转载机与工运机连接。④为将转载机顺利拉出外部，需提前在调斜处开帮，并在开帮处采取有效支护。

4 旋转开采工艺

当工作面头部推进至距拐点6.4 m的时候开始进行调斜开采,调斜角度25°、长度80 m。按照头与尾按1∶6比例割煤，将调斜区域划分为16个小扇形区（见图2），每个小扇形区内“长”“短”刀配合割煤，即在工作面 100#、80#、60#、40#、20#支架进刀。第六刀从工作面尾割到头，割第六刀时通长工作面推进一刀。反复采用该调采程序,工作面直至推到调斜结束。

图2 斜区域划分为16个小扇形区

图3 14#层414盘区81402工作面采煤工艺流程图

具体采煤工艺流程：溜头到位后停止推进，机组分别从100#、80#、60#、40#、20#支架处进刀向尾割煤—随机移架—尾割通后空刀向头返至下一进刀处—随机移溜—机组进刀向尾割煤—随机移架—尾割通后空刀向头—随机移溜—斜切进刀—机组向尾割煤—随机移架。如图3所示。

5 调斜开采注意事项

①调斜开采前，必须将支架调整至不歪、不挤，并与工运机垂直，设备保持完好状态。②每割完一个小扇形区段后，支架必须保持一条直线。③必须按规定要求在每个点进刀、拉架、推溜，从尾往头割煤，严禁违规操作，否则会造成挤架咬架及支架窜头窜尾事故，带来严重后果。④调斜期间，由于机头机尾的推进度不一致，所以综采支架移动步距亦不一致。因此，很容易造成液压支架的挤、咬架现象的发生。为此，必须保证顶底板割平，及时调整液压支架间的间隙，头至10#架尽量少移动。调架时，使用单体液压支柱配合千斤顶来完成，人员必须站在安全地点。⑤由于工作面尾部空顶区域较大，所以需加强尾部顶板支护。

6 存在问题

①转载机到拐弯处后，需甩掉转角装置，整体往外移，转载机调正后，在尾部铺一部40 t小铁溜，实现连续运煤。②皮带巷拐弯处需开帮扮角满足转载机整体往外移。尾部调斜处开成弧形巷道，可避免增减支架和溜子。拐弯处需扮角（0.5～4.0）m×50 m，超宽处需加强支护。

7 工作面尾出口顶板安全管理措施

随着工作面的推进，尾端头顶板裸露面积越来越大，因此需进行有效的支护以防止出现顶板事故。

①尾顺槽转弯处使用DZ31.5型单体液压支柱及“π”型花边梁进行支护，巷道转弯处前后10 m范围内支设单体支柱三排，排距1.0 m，柱距1.0 m，支柱防倒、花边梁防坠装置齐全有效。②当工作面推进至巷道转弯处端头支架至煤帮为1.5~2.5 m时，平行巷道在支架与煤壁中间均匀支设两排单体支柱，排距为0.8 m；端头支架至煤帮为2.6~3 m时，平行巷道在支架与煤壁中间均匀支设三排单体支柱，排距为0.8 m，柱距1.0 m，支柱防倒、花边梁防坠装置齐全有效。③在51402巷转弯超宽处靠煤柱帮支设“#”字木垛，规格为1.2 m×2 m，间距4 m，支设7~10个。木垛每层之间必须用把锯固定，木垛与顶板之间必须用板皮或木楔打紧背牢，木垛之间支设堆柱进一步加强支护。

8 转弯皮带装置的优点

①使用转弯皮带装置只用1个皮带头，节省2部皮带中的1部，没有电控，可节省1个人工，也减少了中驱皮带机可能发生的机电事故及对生产的影响。②转角装置尺寸为3.5 m×2.6 m，体积小，本身不带驱动，不用储带装置，减小了转载机移动后的小铁溜长度，加快了回采速度，提高了工作效率。

9 结束语

①通过这次调斜开采，相对比小搬家多采煤5.2×104t，减少了一次搬家，提高了煤炭资源的回收率，延长了工作面的服务时间，缓解了衔接紧张的局面。直接产生的经济效益为3 800余万元，节约巷道320 m。②随着矿井的开采，可采储量及服务年限逐年缩小，而四台矿由于地质条件复杂，断层、陷落柱、冲刷等地质构造及村庄煤柱、小窑破坏区严重影响工作面的正常布置，调斜开采工艺对矿区将来非正规工作面具有极其重大的指导意义，对其他收缩矿井类似条件煤层布面及回采工艺的选择也有一定的参考价值。③综采调斜开采技术主要适用于不等长三角煤的开采。采用该技术减少了资源丢失，延缓了工作面开采时间，保证了生产的正常衔接，为综采工作面三角煤安全开采积累了宝贵经验。

[1]钱鸣高，刘听成.矿山压力与其控制[M].北京：煤炭工业出版社，1989.