T 1452综采工作面转角开采技术探讨

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摘要： T1452综采工作面为唐山矿五槽精煤的重点产煤掌，随着回采的推进，工作面经历跳面后，需要通过转23°拐点来完成正常回采。在保证安全生产的前提下，为保证工作面的规格质量和精煤的产出，作者对该工作面转角开采关键技术进行了调研，总结相关经验，以保证工作面的顺利推进。

关键词： 转角开采；调斜；长短刀

中图分类号：TD822 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）16-0056-03

1 概述

传统综采工作面一般都布置为等长和有较大的走向推进长度，以避免回采过程中支架、输送机装拆、搬运和工作面的频繁搬迁。但开采时间较长或地质条件较复杂的矿井，随着开采强度和年限的增加，满足综采工作面布置要求的储量逐步减少，由于煤层底板等高线的变化、地质构造、老区域布置的影响、造成综采面起止位置与工作面推进方向斜交，直接影响综采工艺使用范围和煤炭采出率。

T1452综采工作面就是受底板等高线的变化、地质构造等影响，在工作面机头储17+4，机尾储20+3号位置布置了转角23°的拐点，在T1452不规则工作面块段条件下的综采旋转开采技术进行调研，对拓宽综采工艺的使用范围、发挥综采潜力，提高矿井机械化开采水平、经济效益和煤炭采出率有重大意义。

2 现场调研

唐山矿T1452综采工作面倾斜长度156米，共安装105组G320-13/32型掩护式液压支架。工作面煤层厚度平均2.9米左右，采高2.7米左右。由于向斜轴位于采面机头范围，受采面涌水大及煤层顶板原生沉积发生变化的影响，1～43组支架范围打全岩，目前全采面铺单层金属网回采，采面倾角10°～29°。

根据煤层赋存和T1452工作面现状，采用大实心旋转方式，以有利于工作面的管理和两巷的维护。为改善工作面和运输巷设备间的搭接，防止工作面输送机下滑和液压支架挤架，过拐点采用大小比例相结合，即在过拐点采用7：1的进刀比例。原则为保证运输机与转载机合理搭接接煤，同时保证工作面等长，以便操作。旋转区巷道布置如图1所示。T1452工作面旋转夹角为23°，采用的旋转开采时，其工作面最大长度为154m，即拐点处。在此机头侧出现支架下滑，机头伸长，而机尾侧出现小面，即无液压支架支护的空间。工作面输送机需要加长。该工作面为5槽复合顶板，较难控制，煤厚平均2.85m，煤层厚度变化不大，煤层倾角：平均18°。老顶：厚度8m，成份硅质，含有炭化面，局部含细纱岩薄层。直接顶：厚度1.8m，灰色粉砂岩、砂质泥岩，上部含0.2m-0.8m煤线。伪顶：深灰色碳质泥岩，厚0.3m，成份泥质。直接底：深灰色泥岩，厚度1.0m，成份泥质。老底：灰白色粉砂岩，厚度5.5m，成份以石英为主，硅泥质胶结，水平层理。走向长度：平均660m。倾斜长度平均151m。可采储量：35.44万吨。

T1452综采工作面采用斜交块段之间实心旋转的工艺。实心旋转过程简单，操作方便，旋转范围、工作量相对较小。但由于旋转中心端工作面支架移架步距小、推进速度慢、支架对顶板反复支撑次数多，中心附近顶板管理困难，输送机、液压支架容易下滑、挤架，输送机与转载机搭接比较困难。

3 旋转工艺及参数的确定

为保证工作面两端不同推进度的要求，有效利用采煤机截深，旋转期间采煤机可采用长、短刀相结合的切割方式。工作面每旋转一个角度，需要一组“长”、“短”刀配合割煤。如图2所示。

图2中a～的长度为旋转外侧每进一刀，旋转外侧推进度的距离。此距离是采煤机滚筒实际截深的整数倍。为了保证推采质量，每一短刀的切割线平行于长刀切割线，而每次切割之后必然在工作面出现拐点，每个拐点的弯曲角度应不大于刮板运输机设计允许的弯曲角度。T1452工作面使用SGZ-730/320型刮板运输机、MG-200/500-QW型双滚筒采煤机。首先工作面按1：7的推进比例进行调斜。根据调斜比例将工作面分成7段，以此确定进刀位置，分别在距机尾90组、75组、60组、45组、30组、15组处进刀，依次向机头方向割煤，最后一刀为工作面全长割煤。

回采工艺过程采用短刀斜切、单项割煤、及时支护、先零后整割煤方式，如图2所示。将a～g按采煤机截深分为ab、bc、cd、de、ef、fg五等份。截割开始时，采煤机停在距机尾20m处，第一刀由此开始向机尾空刀，随后移架，至输送机机尾后，采煤机从机尾割煤至90组处，然后采煤机上行空刀，从90组位置自下向上顺序推移输送机。第二刀从机尾开始向机头方向割煤至75组，按第一刀的顺序依此类推，最后在机头完成斜刀后，完成工作面全长割煤、移架和推移输送机，为下一个循环做准备。

短刀割煤时，支架基本不转向，待每循环最后割长刀时，将煤壁割直，并从工作面机头向机尾将支架调成于输送机垂直。

4 调斜实际参数统计

5 调斜经验总结

旋转期间工作面在靠近旋转中心侧的支架阻力普遍较高，向机尾依次减小。主要原因是在工作面上部一侧推采时工作面推进速度快，进度大，移架次数多，支架受力时间短，而机头侧支架不能及时前移卸载，工作面下部推进慢、移架次数少、工作面内测尺寸小，因此，支架工作阻力较大。造成机头顶板破碎，断面高度低，行人侧宽度不够。

工作面下部支架顶板破碎，旋转期间支架之间形成的三角区，再加上五槽的复合顶板，导致架间窜矸严重，顶板管理困难，旋转期间工作面必须铺设双层金属网，适时调整支架，移架时要使用侧护板，避免支架歪斜和架间漏矸，另外重点关注移架时的清理框架工作。

现场观测防止输送机下滑有效方案：

①在刮板输送机机头每10组支架位置处，用单体柱斜向上方支撑，推移输送机时，辅助向上推移，抵消推移刮板输送机时下滑分力。

②严格控制工作面刮板输送机推移顺序，由下向上推移刮板输送机。

③随时调整支架的支护状态，保证推移刮板输送机有小的推移的角度。

6 效果评价

6.1 T 1452工作面过转角开采取得了成功，工作面支架、煤壁及运输机实现了真正的三直一平要求，采面高度掌握较好，涉及到工作面局部托煤顶、打底矸、遇断层变化等问题，都得到了很好落实。

6.2 工作面加机尾过早，在机尾距拐点50米时，我们为了考虑过拐点的问题，进行了提前的加机尾工作，结果导致机头在过拐点前未能缩进煤壁，造成了后来机头进行了两次跨帮才满足了行人侧的宽度要求，而且造成了机尾小面过大。

6.3 工作面机头、机尾的三角区都得到了较好控制，保证了顶板稳定，通过抓两出口、超前的规格质量，保证了出口稳定，为转角开采提供了有利保障。

6.4 通过采面几个月开采情况看，对于五槽复合顶板的控制应该是沿板回采，避免采入底板里，因此解决托煤顶问题是重中之重。

6.5 转角期间，没有出现支架倾倒及挤架、咬架现象，能够及时根据伪斜量及时调整采面，保证了支架山向，实现了支架的及时调相。因此要随时掌握支架的走势。

6.6 采面转角期间，根据现场实际情况，灵活运用进刀的比例进行调整，从全过程看，我们采取了3：1、4：1、6：1、平推等多种进刀方式是正确的，而实行教条的7：1的进刀比例是不可取的。

6.7 在转角期间，要求机尾进刀速度快，因此机尾替超前、跨帮也是重点，否则满足不了进刀量，建议提前将机尾做出来，避免出现人员大量堆积、工作量又不足的现象。

7 结论

T 1452工作面通过提前谋划，制定方案，并在生产实际中严格落实进刀和调斜措施，顺利完成了转角开采工艺。通过全过程的调研，发现了转角开采中的一些问题并及时进行了调整，安全上得到了保证，为同类工作面的转角开采提供了经验。

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