老公营子煤矿综采工作面调斜方案探讨

王中举，孙 江

（内蒙古平庄煤业<集团>有限责任公司，内蒙古赤峰024076）

根据多年煤矿生产的实践表明，回采工作的重点在于对刮板输送机的调控，其直接影响到回采工作是否可以正常、有序地进行。如果刮板输送机不能稳定地控制，必然会导致综采工作面上下安全出口距离不足甚至没有安全出口、转载机搭接困难等，当刮板输送机快速移动时甚至会导致液压支架咬架或者倒架，因此，本文以老公营子煤矿I4（03）工作面回采至回风顺槽S26～S18点为研究对象，对调斜方案进行确定。

1 工作面概况

I04（3）回采工作面，回采区位置位于+256m水平南皮带巷西南。运输巷以22勘探线9110号钻孔为界，回风巷以I04（2）工作面运输巷为界。平均走向长1281m，平均倾斜长196m。

I04（3）工作面设备有：MG300/700-WD型采煤机；SGZ-764/630型刮板输送机；SZZ764/200型转载机；ZY 4600/17/38型液压支架135部。

2 回采工艺分析

2.1 特殊回采阶段说明

现场回采模型如图1所示。

如图1所示，由于风巷、机巷巷道倾角不规律变化造成煤层倾角连续变化，大致分为3个变化阶段，需要对综采工作面进行调角施工，保证刮板输送机稳定。

图1 S26～S16点回采模型

按照以往工作面回采经验可知，此种情况下刮板输送机较难控制，易于造成机头部或者机尾部过长，更有甚者机头与机尾直接扎入两巷煤壁造成安全出口堵塞。所以应采取合理方案对其进行稳定控制。要对工作面进行调角，进而确保刮板输送机不上蹿下跳，同时合理预控工作面长度，根据综采工作面的长度变化确定增减溜槽和支架的数量。

2.2 方案优选

（1）实中心调斜。所谓实中心调斜即将设备调斜的中心点定为刮板输送机机尾或机头部（见图2），进行调斜过程中中心部位不进尺，仅仅作为旋转中心点。正因如此，旋转点处没有推进度，容易造成顶板反复支撑，特别是针对I4（03）上隅角处压力较大，顶板难于维护，采用此法调斜，需要在旋转点附近煤壁处加强支护甚至补打高规格锚杆或向煤体注入粘合剂，支护工艺复杂。但此法中心点固定，工作面支架始终不出工作面，避免了增加溜槽和支架。

（2）虚中心调斜。即将刮板输送机旋转的虚中心置于工作面之外的煤璧中，旋转调斜过程分为若干扇形，每一个扇形都保持进尺，尽旋转中心点进尺较少，降低了顶板管理难度。但虚中心调斜调斜难于控制刮板输送机移动到巷道，需要增加支架和溜槽，同时，调角较大时，会使刮板输送机严重上窜，机头部接货困难，调架不及时极易造成挤架事故。刮板输送机上窜过快，使机头1#架上移，造成空顶面积大，须架设迈步抬棚，工艺较为复杂。

图2 实中心调斜

（3）实中心与虚中心结合调斜。即采用1∶2或者1∶3进行对工作面调斜，长短刀隔煤相结合，每个作业循环都至少有一刀煤割通全工作面，保证全工作面均有推进度，割煤循环中短刀为主，不至于令刮板输送机快速移动。此法具备两种方法的优点，调控灵活，调斜过程中，刮板输送机会单方向移动或过快移动，在此过程中，液压支架相应地进行尾梁方向调整，使液压支架方箱式中保持与刮板输送机垂直，避免出现倒架、咬架现象。

本文研究回采段历经3个调斜过程，工艺变话较频繁，调整角度较大，顶板维护困难，故采用实中心与虚中心结合调斜的方法。本次调斜以风巷机尾端为近旋转中心和旋转中心以保证刮板输送机和转载机的顺利搭接出货，同时制定方案，加强旋转中心处顶板管理。

3 调斜方案

3.1 调斜参数计算

根据工作面的实际情况，此调斜过程分为3个阶段，首先确定第一阶段工作面回采至（S24-T 16）工作面的调斜角度，根据老公营子煤矿优化后的调角超前距离经验公式：

式中：S——工作面倾角为β时，使刮板输送机稳定的超前距离，m；

L——工作面长度，m；

β——工作面倾角，（°）。

又知：

式中：Δh——S26-T 17段高差，m。

即 β=15°，S=39m。

伪斜工作面角度α为：

式中调斜至S26-T 17段工作面长度变化为199.8m。取整数200m。

工作面超前距离为39m，伪斜角度为11.48°时，回采工作面刮板输送机稳定，回采正常。

回采工作面S18-T 14、S16-T 12段调斜参数和S24-T 16调斜过程相同，计算结果见表1。

表1 3段工作面调斜参数

3.2 调斜方案的确定

（1）采用采矿学给出的抹刀计算公式虽然可以精确得出具体每次割刀所调整的角度，但是现场实际施工中，受其他因素影响，很难与计算结果一致，造成施工混乱。根据老公营子煤矿的生产经验证明，此次调斜方案采用1∶2长短刀割煤进行调整工作面伪斜角度，以工作面超前距离和工作面刮板输送机及支架的稳定性为参考依据，根据实际情况进行方案调整，设备有变换可以连续进行调整，设备稳定可以暂时正常回采。

（2）为准备工作面回采至S24-T 16段，提前进行伪斜控制。第一刀煤机组由机头通刀割煤至机尾，此时工作面所有支架不进行推溜作业，所有支架带架到位成一排直线，注意找好工作面直线度。机组空刀走行到机头，上滚筒停在12号架位置，12号架70号架推溜，12号全缸推溜至70号逐渐0推进度以保证架子直线度。机组由机头割煤至70号架，机组返回机头，12号架至100号推溜,接近100号架逐渐调整推进度为0，机组返回机头，一个循环结束。（3）抹刀调斜过程由3部分组成，如图4所示，回采至S24-T 16段调斜段，伪斜角逐渐增到11.48°，超前距离逐渐增到大39m，S18-T 14、S16-T 12段机巷超前距离和伪斜角度由抹刀控制下分别减小，工作面进行回转。在S26-T 17调斜完成的基础上，后两个阶段调斜变成反向回转，故在后两个阶段采用2∶1长短刀割煤进行调整工作面伪斜角度抹刀方式和上述方案一致，旋转中心不变，减少机头推进度。

4 调斜期间的现场安全管理

图4 3阶段调斜过程示意图

4.1 工作面长度变化管理

3个回采阶段进行过程中，工作面长度随着抹刀的进行不断在196～200m进行变化，见表1，S26-T 17段工作面长度由196m变化为200m，应增加2节溜槽，因施工难易度决定液压支架数量不变，当工作面风巷控顶距超过3m时，立即架设“四对八根”π型钢梁，加强上隅角顶板管理，防止冒顶，上下隅角及时进行人工强制放顶，并打好关门柱。当工作面变短，机尾伸出煤壁2m时可回撤一节刮板输送机，直至全部回撤完。

4.2 液压支架管理

伴随着抹刀作业的开始，随时关注顶底板变化情况，S26-T 17段由于单向抹刀造成刮板输送机上行，每一个割刀循环割通刀时利用侧护板对工作面液压支架进行调整架向1次，工作面采高由最初设计的3.6m降低到3.2m，以便液压支架更好的接顶，及时调架与降低采高相结合避免出现倒架咬架现象。

4.3 刮板输送机、桥式转载机安全管理

控制刮板输送机除抹刀外，还与底板介质有关，不同的底板摩擦系数同，所以在调斜过程中根据刮板输送机上下随时调整抹刀方案，当刮板输送机下窜距离过大时应加大对机巷的机巷的进尺，调整抹刀方案1∶2变为1∶3或者1∶4，利用单体支柱对转载机进行调整，保证正常接煤不撒货。在刮板输送机稳定的前提下，尽量不要更改抹刀方案，确保设备稳定。

5 总结

为确保回采工作的顺利进行，对工作面进行调角施工，充分考虑回采过程中设备的安全使用，根据制定的方案，对高差连续变化回采段进行调斜工程，最终顺利回采。同时也对老公营子煤矿的回采工作提出了更高的要求，采用虚中心与实中心相结合的回采方案并结合老矿调斜经验公式能有效解决老矿回采工作中刮板输送机上蹿下跳这一难题，是对高差连续变化段回采工作的一次尝试。

[1] 徐永圻.采矿学[M].北京：中国矿业大学出版社，2003：157-159.

[2] 于锁恩.综采工作面调斜开采[J].煤炭技术，2006，25（11）：17.