复杂地质条件下综采工作面调向回采技术研究

摘 要：依据青东矿1041工作面回采实际，并结合复杂地质条件下综采工作面调向回采期间存在的运输机机头下窜、支架出现挤架、咬架、机尾出现露头煤以及机头搭接不合理等问题，给出具体的防运输机机头下窜、防挤架咬架、机尾露头煤顶板控制以及机头搭接控制等措施，成功实现了复杂地质条件下的综采工作面调向回采，对今后类似条件的综采工作面有一定的借鉴意义。

关键词：复杂地质条件；综采工作面；调向回采

前言

1041工作面为104采区首采面，煤层平均倾角16°，煤厚1.0-6.4m，平均2.9m。受断层影响，本工作面设计为里外两段，其中里段工作面倾斜长165m、走向长270m，外段工作面倾斜长195m，走向长196m。局部受断层影响，煤层起伏变化大。在回采过程中，揭露断层19条，局部巷道倾角大于28°。工作面在回采外段，为保证资源回收最大化，里段机风巷施工偏移20°，回采期间工作面外段必须进行调向回采。

1 调向回采前的准备工作

1.1 确定工作面调向起始位置

根据1041工作面巷道布置位置关系，和工作面顶板、煤壁情况，确定通过采用虚旋转中心调向开采，以调整工作面推进方向和支架状态。

通过上图，工作面旋转20°时，风巷超前机巷的距离CD为CD=CO/.tg（20°/2）=190×0.18≈34m

CO/-工作面长度，190m；20°-旋转角度

即旋转20°时，机尾比机头需多进的距离为弧CO//C/，可以计算出：

CO//C/=2×3.14×190×20°/360°=66m

190-工作面长度；20°-旋转角度

调向期间循环内刀数越多，调采的速度越快，工作面输送机及支架滑移现象越严重，考虑到本工作面长度和地质条件，选择循环刀数为5，即机巷进一刀，风巷进5刀，进刀比例1：5。

故工作面旋转起始位置距机巷拐点的距离为2L×5=2L+66

L-旋转起始点至机巷拐点距离；5-循环刀数

所以，L=8m，即当工作面回采至机巷距离拐点8m时开始甩采，当工作面推过机巷拐点8m结束。

1.2 调整工作面设备状态

（1）在工作面推进距机巷拐点8m处时，工作面进入调向开采阶段，此时工作面所有支架必须正规有劲，保证不歪、不挤，支架状态良好；（2）工作面工作面运输机头与转载机搭接合理，运输机平直，最大上下起伏以及弯曲度不大于3°，必须保证“三直”、“一平”、 “两畅通”；（3）工作面甩采段提前卧底，以保证运输机机头与机巷顶板高度不小于0.5m，机巷人行道不小于于0.8m，高度不小于2.0m。

2 存在问题

2.1 运输机机头下窜

工作面回采调向期间，由于工作面运输机易出现机头下滑，导致工作面机头处下窜至机巷下帮。

2.2 挤架、咬架

由于机尾循环进度比机巷快（机风巷进刀比例1：5），支架随工作面的推进会出现挤架、咬架现象，支架不正规，对工作面正常循环影响较大。

2.3 出现露头煤

工作面甩采后，运输机和支架向机头方向下滑，工作面逐渐变长，导致机尾段出现露头煤，该段顶板及煤帮管理难度大。

2.4 机头搭接不合理

工作面运输机下滑后，机头与机巷转载机搭接不合理，不利于工作面正常出煤。

3 技术对策

3.1 运输机机头下窜控制措施

旋转调面期间，运输机机尾进尺较快，运输机机头进尺较慢，在推移输送机时，运输机将有下分力，导致运输机下滑，为抵消这个向下分力，采取如下相应措施：（1）根据工作面采线与外段机风巷的位置关系确定甩采比例，调整采线与外段机风巷的位置关系，一个循环抹茬处的刮板输送机的弯曲度要趋于平缓，弯曲段长度不得低于15m，严禁出现陡弯，以防下窜。（2）抵车时必须是单向抵车，从下往上抵，严禁从上往下抵。必要时安装防滑千斤顶及在输送机头使用单体支柱打戗柱。（3）为防止工作面刮板输送机下滑，推移过程中必须随时调整支架的支护状态，保证支架的推移方向和刮板输送机垂直或有微小的向上推移趋势，减少运输机下滑分力。（4）必要时向机巷下帮撕帮，转载机向下帮靠，确保工作面运输机和机巷转载机安全出口畅通。（5）严格控制机头机尾的进度情况，班班测量并且记录，以指导下一班工作。包括：机头与转载机距离，每班机头，机尾上窜或下窜量：机头、機尾位置，调向剩余工作量。

3.2 防挤架、咬架技术措施

调向开采必然造成支架挪移不同步，造成支架不能始终保持垂直于工作面煤壁，造成支架间三角区，顶板破碎，为防止工作面戗矸，在推移过程中及时调整支架，使支架尽量垂直于煤壁，避免支架歪斜和顶板破碎处漏矸现象。（1）移架过程中利用相邻支架前、后侧护板的伸、缩调整支架状态：支架中心距始终保持1500±100mm，支架中心线与运输机法线在准备及调采阶段保持有向下5～10°的夹角，调整阶段逐步减少夹角，直到支架与运输机垂直。（2）调面时移架要严格按照自上而下的顺序，移架时要使用侧护板，将支架向上调，保证架间有足够的间隙，防止支架挤死现象发生。（3）调面旋转过程中，支架若出现歪斜、移不动、挤架、爬架等现象，应及时调架，避免范围扩大。支架调整已邻架底座为支点，用外注式单体液压支柱斜撑在待调支架尾部，将待调支架稍微降下，达到支架调整目的。（4）用液压千斤顶辅助调架时，千斤顶两端用锚链在支架上固定好，拴牢固，供液时调架人员应避开千斤顶短链的回弹方向。（5）采用辅助千斤顶调整支架间隙，尽可能把架与架之间中心距调大，调整重点是前梁部分，保证在今后调向回采期间，工作面支架中部以上间隙适当减小，工作面中下部支架间隙适当增加，确保支架能在正常状态下工作。（6）控制工作面采高，严禁超高支护，采高控制在3.0m。加强矿压监控管理，支架的初撑力不低于25Mpa。

3.3 露头煤段顶板控制措施

（1）当露头煤长度小于1.5m，煤岩石不太坚硬时采用手镐或风镐落煤，对新暴露的顶板应及时挂顺山梁进行支护。（2）为加强机尾第一架与使棚段顶板管理，当该段露头煤变长时逐步加棚，以加强该段工作面顶板支护强度。（3）端面距不大于300mm。片帮时应及时腰帮，当端面距为300-500mm时，要及时打好戴帽点柱；当端面距超过500mm时，应及时掏窝挂梁、过顶、打临时点柱。

3.4 机头搭接控制措施

（1）当运输机机头下窜不是很长时，可以适当在机头加刀，将运输机机头甩上去。（2）当运输机机头下窜较长时乃至下窜至机巷下帮，影响下出口行人运料，此时需要对机巷下帮进行人工撕帮处理，并将机巷转载机机尾适当下拨，以保证运输机机头能正常好出煤。

作者简介：万力（1980，12-），男，安徽淮北人，工程师，淮北矿业集团公司青东煤矿，现从事煤矿生产技术工作。