综采工作面末采旋转调面回采工艺优化设计

贾国忠

（山西朔州平鲁区兰花永胜煤业有限公司，山西 朔州 036000）

1 工程概述

山西朔州平鲁区兰花永胜煤业有限公司井田面积为7.3562km2，生产能力1.2Mt/a。4101工作面位于井田一采区西翼，工作面东部为一采区回风巷、一采区运输巷和一采区轨道巷，西部为原永胜煤矿9#煤采空区，南部为4102回风顺槽，北部为原满贞煤业9#煤。4101工作面走向长647m，倾向长180m，回采煤层为4-1#煤层，平均厚度为8.0m。4-1#煤层位于太原组上部，上距K3砂岩0～33.31m，平均9.44m，煤厚3.40～13.15m，平均8.01m，为稳定大部可采煤层，含夹矸0～3层，夹矸岩性为泥岩或炭质泥岩。煤层直接顶板为泥岩，老顶为中粗粒砂岩，底板为炭质泥岩、泥岩等。

根据地质资料显示，工作面以西680m有一条f11断层，断层倾角为75°，为减少断层带影响，4101回风顺槽施工至647m时按设计进行拐弯施工开切眼，最终4101切巷布置后与回风顺槽成78°夹角，与运输顺槽成102°夹角，如图1所示。

图1 兰花永胜煤矿一采区4101工作面布置示意图

4101工作面采用综合机械化后退式采煤工艺，当工作面回采至距停采线50m时按设计进行旋转调面，确保调面后工作面与头尾顺槽成90°夹角，为减少工作面拐点三角煤住损失以及能够及时调整工作面方向，需在工作面拐点处对工作面进行调整，为确保能够安全高效调整工作面，兰花永胜煤矿技术科通过技术分析决定采用等分法旋转调面回采工艺。

2 旋转调面技术要求

2.1 旋转中心的确定

4101工作面回采至距停采线50m处时工作面顺槽滞后回风顺槽，为方便工作面在旋转期间能够快速出煤，以及确保输送机与转载机搭接稳定，决定将旋转中心选在机头位置，采用旋转机尾的方法进行回采。

2.2 工作面设备布置

4101工作面倾向长度为180m，工作面头尾各稳装两架型号为ZYT10000/26/55D端头支架，工作面中间稳装101架型号为ZYG10000/26/55D基本支架，支架宽度为1.75m。工作面煤炭运输采用型号为SGZ1000/2×855刮板输送机，输送机设计允许弯曲角度为 1.2°。采用型号为MG650/1630-WD双滚筒牵引采煤机，采煤机割煤深度为0.75m。

2.3 等分法的确立

4101工作面刮板输送机最大弯曲角度为1.2°，采煤机单刀割煤深度为0.75m，所以当刮板输送机尾部采煤机每割一刀煤，刮板输送机允许移溜直线距离为：

式中：

A-采煤机截割深度，0.75m；

α-刮板输送机最大允许弯曲角度，1.2°。

所以L=37.5m。一架支架宽度为1.75m，在允许移溜直线范围内稳装的支架数N=L/1.75=21架；工作面共计稳装105架，所以等分数m=105/21=5。

3 旋转调面施工方案

（1）通过计算可确定工作面采用六等分法进行旋转回采，每等分共计21个支架，所以从机尾向机头方向第一等分点在84号架，第二等分点在63号架，第三等分点在42号架，第四等分点在21号架，第五等分点在2号架，共计短刀煤4刀，长刀煤1刀。

（2）首先将采煤机移至84号支架处然后向机尾方向进行斜切上行进刀，当采煤机割煤至105号支架处时下行空刀返回至第二等分点63号支架处，此时将84～105号范围内支架及刮板输送机依次前移。

（3）第二内循环割煤从63号支架处斜切进刀，当采煤机割煤至105号支架处时下行空刀返回至第三等分点42号支架处，此时将63～105号范围内支架及刮板输送机依次前移。

（4）第三内循环割煤从42号支架处斜切进刀，当采煤机割煤至105号支架处时下行空刀返回至第四等分点21号支架处，此时将42～105号范围内支架及刮板输送机依次前移。

（5）第四内循环割煤从21号支架处斜切进刀，当采煤机割煤至105号支架处时下行空刀返回至第五等分点2号支架处，此时将21～105号范围内支架及刮板输送机依次前移。

（6）第五内循环割煤从2号支架处斜切进刀，当采煤机割煤至105号支架处时下行空刀返回至3号支架处，此时将3～105号范围内支架及刮板输送机依次前移，整个工作面一个循环进刀完成，如图2所示。

（7）当工作面第一个循环进刀完成后开始第二循环进刀，第二循环进刀方式与前者相同，由于4101工作面需旋转角度为15°，旋转距离为37m，每一个循环工作面旋转前移步距为0.75×5=3.75m，所以4101工作面在旋转回采时共计需割煤10刀。

图2 4101工作面等分法旋转回采割煤进刀方式示意图

4 结束语

通过技术研究，山西朔州平鲁区兰花永胜煤业有限公司对4101工作面在末采时采用等分法进行旋转回采，实践证明采用该方法有效解决了工作面末采时三角煤柱回采率低、回采困难等难题，预计4101工作面可多回收3万t原煤。采用该方法进行旋转回采，无需人工搬运设备，降低了设备故障率，保证了末采时不规则工作面安全、高效回采，取得了显著的经济、安全效益，该方法得到了集团公司一致认可，并在其他煤矿成功推广应用。