重型装备综放工作面旋转回采工艺研究

刘文　武海峰　栾兴亮

【摘 要】重型装备综放工作面液压支架吨位大，旋转回采过程中液压支架导向性不易控制，调架管理难度极大，易造成前后部运输机与转载机搭接不合理、喝循环煤现象。本文从济宁二号煤矿103下01综放工作面旋转回采的设备布置、回采工艺等方面进行了研究，为同类条件下的工作面安全回采提供了经验。

【关键词】重型装备；旋转回采；设备布置

济宁二号煤矿地质条件复杂，十采区首采工作面103下01综放工作面布置由于受八里铺断层保护煤柱的影响，按正常工作面切眼布置方式，将留有大量的三角煤无法回收，因此，必须在现有的生产工艺基础上进一步优化，尽可能地回收三角煤，最大限度地回收煤炭资源，提高矿井及采区的回采率，而且对于矿井的可持续发展具有重要意义。

1 工作面概况

103下01综放工作面位于十采区南部，为十采区首采工作面，南侧为十一采区工作面采空区，北侧为设计的103下02综放工作面，东到八里铺断层保护煤柱，西侧为十采区巷道，自东向西依次是十采区胶带输送机巷、十采区轨道巷、十采区进风巷。煤层倾角3°～17°，工作面绝对标高为-670.8～-816.3m。

为尽可能多回收常规切眼与八里铺保护煤柱线保护煤柱的三角煤资源，将正常切眼设计成与运顺呈109°夹角，与轨顺呈80.5°夹角的切眼。103下01综放工作面面长231m，推进长度1060.45～1137.43m，轨顺以切眼位置运顺端头为中心成扇形旋转布置，旋转距离76.98m，扇形区段内煤层厚度4.0m～4.5m。

103下01综放工作面切眼内布置135组液压支架（ZF12000/22/42型129组，ZFG12000/22/38型6组，液压支架中心距1750mm，重量37.8t），MG750/1860-WD型电牵引采煤机1部，前部运输机选用SGZ1000/1710型中双链刮板运输机，后部运输机选用SGZ1000/1710H型中双链刮板运输机，均为重型设备。

2 旋转回采技术难点分析

（1）由于切眼与运顺成109°夹角，支架和桥式转载机不能平行布置，造成前后部刮板输送机机头和转载机搭接不合理，转载机无法正常运输煤炭，在机头方向发生拥堵现象。

（2）长距离旋转调面将导致工作面运输机上串或下滑，需掐前后部刮板输送机溜槽，因此科学合理地旋转回采工艺是控制设备状态的关键。

3 切眼设备布置方案

（1）转载机安装中心线以机头为中心，与运顺皮中成1°30′夹角向面外倾斜。

（2）前部运输机相对于支架在机头处多安装一节溜槽，保证前后部运输机与转载机搭接合理。在工作面推进到合理位置撤除机头处多余的前部溜槽。

4 回采工艺

4.1 旋转调面方案

旋转回采时，机头1#架基本不动，但必须将机头割通，以便将工作面支架顺齐。经计算得，即1个旋转循环内割煤刀数为4刀，其中3个短刀，1个通刀；工作面旋转回采时，采煤机采用单向割煤，并且合理设置拐点，保证了旋转开采的连续及刮板输送机、煤壁与支架排列的三直。

4.2 旋转调面工序

（1）开始调面前，煤机要找直工作面，煤机停在机尾开始调面，全面不推运输机。

（2）煤机机尾侧滚筒停在99#架处，煤机向机尾吃刀割煤，割完第1个三角煤后，煤机停在99#架附近（以机尾滚筒为准），拉架时135#架拉一排（0.8m）、99#架不动，100-134#架依次拉齐，然后向机头方向依次推出运输机。

（3）煤机从99#架向机尾割煤，割完三角煤后向机头返机至66#架，拉架时66#架不动、99#架-135#架拉一排，67#架-98#依次拉齐，然后向机头方向依次推出运输机。

（4）煤机向机尾割煤，返机至33#架，拉架时33#架不动、66#架-135#架拉一排，34#架-65#依次拉齐，然后向机头方向依次推出运输机。

（5）煤机向机尾割煤，割完三角煤后向机头返机至1#架割通机头，拉架时1#架不动（或少拉，以保证顶板支护），33#架-135#架拉一排，2#-32#架拉架顺直工作面，煤机空机向机尾返机，然后向机头方向推出运输机；完成一个循环。

（6）每调面一个循环后，然后进行下一调面循环周期。

按照以上方法循环进行旋转，旋转到机头超前机尾高差的一半，工作面全面找直后机头开始正常割煤，旋转调面结束，进入正常推进状态。旋转过程支架必须始终保持拉线顺直状态。

4.3 注意要点

（1）33#、66#、99#架支架为定线支架，在一个循环中，33#架进1排，66#架进2排，99#架进3排，135#架进4排，每排必须拉够0.8m步距。

（2）拉定线支架必须由专人负责。

（3）煤机司机要按规定的路线割煤，与支架工配合好，待拉完支架后才能进刀割煤，向机头割煤时煤机机尾侧滚筒要牵到定线支架的机头侧（1#架除外）。

（4）无论如何推进，现场推溜必须严格按照单向推溜的方式进行，推溜必须自机尾向机头方向依次进行。

（5）单向推溜-即当煤机从机尾向机头割煤时，按照正常工序拉架；煤机在机尾割完三角煤向机头方向正常割煤时，只拉架，不推溜，煤机向机尾返机后，再从机尾依次向机头方向推溜。

（6）每个循环结束，由验收员观察工作面齐直情况，发现工作面不直，必须及时找面，防止工作面拖后。

（7）工作面在调面过程中，造成运输机搭接不合理时，现场必须采取过转载机措施，保证合理的卸载距，运输机不拉回煤。

（8）不论怎样的调面方式必须保证顶板支护完好，工作面出现顶板破碎片帮严重时必须及时拉超前架，需要推移运输机再拉超前必须及时推移运输机拉移超前架。

（9）在工作面推进过程中，注意观察：

①运输机与支架夹角；

②推移框架及鱼口的摆向；

③支架挤架、咬架情况；

④运输机溜槽受挤压的情况；

⑤工作面支架的歪斜度。

（10）通过观察以上数据，结合工作面两头高差，确定运输机上窜下滑快慢，区队值班人员随时了解现场情况，决定工作面推进方法。

（11）工作面回采过程中，由于旋转生产运输机会向机尾方向窜出，生产过程必须采取措施保证机尾行人宽度，以保证正常生产。

5 结论

通过重型装备综放工作面旋转回采工艺研究，制定了合理切眼设备布置方案，安装期间通过前部刮板输送机多安装一节正常溜槽，旋转回采过程中及时拆除溜槽的方案，保障了放顶煤工作面前后部运输机与转载机合理搭接；优化了旋转开采工艺，通过合理设置拐点，采用单向割煤工艺，控制了重型设备上串下滑的问题，加快了回采速度，工艺简单、实用；多回收煤炭6万余吨，直接经济效益500余万元，最大限度地回收了煤炭资源。

【参考文献】

[1]高维智，张会军，张学亮.重型装备综放工作面旋转开采边界三角煤关键技术研究[J].中国煤炭，2015（7）.

[2]陈贵，常聚才.综放工作面旋转回采的关键技术与实践[J].中国煤炭，2010（5）.

[3]刘锋，郑召强，谢雷，等.工作面旋转回采技术研究[J].煤炭工程，2009（12）.

[4]栾兴亮.扇形工作面旋转调面工艺研究[J].煤矿现代化，2007（6）.

[5]栾兴亮.浅谈大角度旋转工作面设备布置[J].科技信息（科学教研），2007（17）.