综采工作面旋转回采技术应用研究

王增强

（山西临县华润联盛黄家沟煤业有限公司， 山西 临县 033200）

煤矿井下开采经历了人工开采、炮采、普采、综采等阶段，综采工艺具有机械化程度高、开采效率高等优势，近年来广泛应用于我国各大矿区，当井下工作面遇到断层、氧化带等不良地质条件时，若不能强行通过，则需要对工作面进行搬家，然而综采工作面设备布置较为复杂，设备搬家成本高，耗时长，且不能保证工作面的连续推进，为解决该问题，研究者们提出了旋转回采工艺[1-3]，采用该工艺，可保证综采工作面遇到不良地质条件时的连续开采，节约了搬家成本同时提高了回采率，因此对综采工作面旋转回采技术进行研究具有十分重要的意义[4-5]。

1 工程概况

1205 采煤工作面，切眼布置长度为150 m，1205-1 工作面运输顺槽长330 m，回风顺槽长390 m，可推进长度300 m，工作面走向为WE 0°；1205-2 工作面运输顺槽长648 m，回风顺槽长592 m，走向为NE 22°；1205-1 工作面与1205-2 工作面夹角为68°，1205 工作面开采范围内有一F23 断层，断层倾角30°，方位NE 27°，落差3 m，无陷落柱等其他地质构造，且工作面靠近风氧化带，煤层不稳定，预计会有涌水加大、褶皱、煤层变薄等情况。1205-1 工作面在开采过程中遇到氧化带，无法继续推进，为降低工作面搬家影响生产时间，根据工作面地质条件，结合工作面设备配置情况，特准备采取旋转调面的办法来保持工作面连续推进。

2 旋转回采技术

2.1 系统准备

1）补做工作面运输道。工作面转角处，因巷道角度变化，在调面时原施工的巷道所围的两道距离大于工作面正产推进长度，为保持工作面长度不变，即保持支架数量不变，需沿工作面调面推进时的支架外轮廓线补做一条巷道，巷道规格为净宽度4 m，净高度3 m，巷道总长度195 m，分两段施工，后期根据实际需要再行刷帮。

2）调整工作面运输设备。待巷道补做后，工作面推进到调面开始位置后，拆除工作面运输顺槽皮带机，缩短运输大巷皮带机尾至补做巷入口处，增加与运输大巷皮带机连接的一米电滚筒皮带机一部，转载机后增加一部40T 型运输机与工作面溜子搭接。

2.2 调面比例

1205 工作面里段与外段角度旋转68°，里外段推进方向需调整68°。根据工作面长度、顶板条件、运输机最大可弯曲角度等因素确定工作面调面按1∶3调整，即工作面机尾进1 刀，机头进3 刀，一刀切割深度0.8 m。工作面机尾进20 m，工作面机头进60 m，工作面调整角度13°36′。在转面过程中根据现场各段及推进情况，及时调整转角。工作面设计调面位置为自切眼推进173 m 后开始调面。为防止工作面出现异常情况，实际调面位置为自工作面切眼推进163 m 时开始调面，留10 m 调节余地。

2.3 进刀位置

工作面调面进刀分3 次完成一个循环，为保证工作面运输机平直度，3 次进刀间隔距离具体见进刀位置图（见下页图1）。调面进刀位置的原则要保证工作面运输机弯曲度不大于3°，尽量保持工作面运输机平直，保证煤机正常运转。

图1 进刀位置示意图（m）

3 其他措施

3.1 工作面旋转调面角

一般综采工作面旋转推进的条件为煤层倾角小于12°、采高小于3 m、工作面旋转角度小于45°。1205 工作面旋转调面角度68°（大于45°），属于复杂状态的旋转调面。旋转推进距离长、调面推进时间长，工作面运输机及支架长时间频繁旋转，运输机长时间处于弯曲状态，影响运输机正常运行，运输机弯曲度控制不好可能造成运输机及煤机无法工作；工作面在旋转推进阶段，工作面机尾方向推进速度慢，可能造成工作面机尾顶底板压力显现明显的现象。1205 工作面旋转调面时在施工组织上要引起高度重视。工作面调面比例选择1:3，设计在工作面推进到173 m 开始，实际从工作面推进133 面开始调面，预留40 m 距离调面，有利于工作面旋转调面期间调整溜子平直度、有利于机尾顶板控制，工作面旋转详细参数如图2 所示。

图2 工作面旋转回采位置（m）

3.2 支架稳定性

为防止旋转回采过程中，支架出现倾斜、挤压、倒架等现象，特采取以下措施：

1）工作面每切割一刀煤要求从机尾向机头方向单向割煤。

2）移溜要求从机尾往机头方向推移溜子。

3）移架要求从机头往机尾方向拉移。

4）工作面采高控制在3 m 内，跟煤层底板回采，降低支架重心。

3.3 运输机稳定性

为保证旋转回采过程中工作面运输机的稳定，应采取的措施：

1）每一调面循环，移溜从机头移溜3 次，然后从机尾移溜1 次。

2）当工作面运输机与运输道运输机搭接长度悬殊较大时，采取加减短接的办法解决，保证合理搭接。

4 社会和经济效益

1205 工作面里面与外面夹角68°，采用旋转调面回采工艺比回撤搬家回采工艺相比，工作面增加回采煤量120 000 t，按照550 元/t 测算，可增加经济效益6 600 万元，且旋转回采与综放工作面搬家相比，可节省工期2 个月，同时为其他矿井同等条件的开采提供了借鉴经验，具有较好的经济社会效益。

5 结论

1）针对山西临县华润联盛黄家沟煤矿1205 综采工作面回采过程中遇风氧化带影响的问题，提出采用旋转回采技术保证工作面的连续推进，从系统准备工作、调面比例、进刀位置等方面阐述了旋转调面的具体技术措施。

2）对旋转回采过程中可能出现的问题如设备的稳定性、调面角度的选择等进行了说明，采取了预防措施，并对采用旋转回采的技术经济效益进行了分析。