综采工作面旋采技术探讨

发表时间:2021/3/17   来源:《科学与技术》2020年31期   作者:靳冬
[导读] 总结相关经验,及时调整相关参数,确保了综采工作面的顺利连续回采,为矿井今后综采工作面旋采提供了可靠的技术参考。
        靳冬
        淮浙煤电有限责任公司顾北煤矿, 安徽 淮南 232001
        摘要:通过对1552(3)工作面综采工作面在回采工程中出现的各种的问题,结合现场生产实际,在保证安全生产的前提下,提出来合理的调斜回采技术方案,随时总结相关经验,及时调整相关参数,确保了综采工作面的顺利连续回采,为矿井今后综采工作面旋采提供了可靠的技术参考。        
关键词:综采工作面;旋采;方案;调斜
        随着煤矿资源的减少,回采工作面地质条件日趋复杂,受煤层底板等高线变化、地质构造、上下区段工作面布置的影响,传统的等长、运顺及回风巷直线平行的综采工作面布置逐渐减少,现多出现综采工作面起止位置与工作面推进位置出现斜交,工作面回风巷及胶带机巷出现拐弯的现象,直接影响工作面综采设备的利用率及煤炭采出率。        顾北煤矿1552(3)工作面设计时受断层影响,同时为提高资源回收率,在一定范围内缓解矿井近期生产接替压力,工作面布置时有一9°的转角,回采过程中必须进行调斜开采。为合理解决调斜开采出现的各种问题,通过现场回采实践,总结出一套综采工作面调斜回采技术方案。        
        1概况
        顾北煤矿1552(3)工作面胶带机顺槽退尺点474.6m,回风顺槽退尺点487.8m进行旋采。工作面采用单一走向长壁采煤法,一次采全高后退式全部垮落法综合机械化回采。        
        2施工方法
    2.1 旋采方案
        2.1.1 甩采
        甩采范围为胶带机顺槽推迟点430m~450m,回风顺槽推迟点427m~445m。工作面正常推进,胶带机顺槽推进至退尺点430m处进行首次机头甩采,甩采比例不大于1:3,使运输机尽量向机尾方向窜动。确保推进至胶顺退尺点450m处时,运输机尾抵至回顺上帮,机头偏向胶带机顺槽上帮;
        2.1.2 改造拐弯装置
        皮带机机尾过拐弯装置时,提前对拐弯装置(共13架,单架长度1.85m,架间距750mm)逐步进行拆除,改造为正常H架、纵梁,必要时在正常H架段增加抗辊以调整出煤线路,确保皮带不跑偏;
        2.1.3 调整转载机方位
        为确保出煤线路顺畅,调整转载机方位,使转载机机尾尽量向上帮侧移动,并确保转载机中心线与改造后的拐弯装置里侧端点处的圆弧切线重合,最大夹角β≤9°;若转载机在顺槽内难以调整,可根据现场情况拆除1~2节转载机溜槽,拆除的溜槽在转载机上牢固固定,待工作面旋采完成后进行恢复。
        2.2 旋采
        为保证工作面旋转中心的顶板管理情况,选用虚中心旋转调斜。旋采范围为胶带机顺槽退尺点450m~490m;回风顺槽为445m~524m。旋采将旋转角等分成若干个小角α,旋转中心o位于工作面以外,当工作面割完一组通刀和短刀后,工作面旋转过α角,即完成一个调斜循环。
旋采按1:3~1:5方式进行(即机头进1刀,机尾进3刀~5刀),并在甩采两个循环后,至少再正常推进一刀,以便及时调整支架状态。1:3比例调斜见下图。
        从机头割一个通刀至机尾,80~90架浅步距推移运输机,90架往上推移一个截深并移架。
        第一刀(短刀):采煤机从机尾割至80架,80~90架浅步距推移运输机,90架往上全步距推移一个截深并移架。采煤机反向割煤至机尾。
        第二刀(短刀):采煤机从机尾割至40架左右,40~50架浅步距运输机,50架往上全步距推移一个截深并移架并移架。采煤机反向割煤至机尾。


        第三刀(通刀):采煤机从机尾割至机头,机头进一刀;
        旋采完毕后,及时调整采向,以满足工作面正常回采。
        3 施工工艺
        3.1 皮带机转弯装置改造及转载机挪移调整
        (1)工作面胶带机顺槽回采至退尺点400m处时,对皮带机转弯装置进行改造,逐步改为正常H架和纵梁,并在改造段增加抗辊对皮带运行方向进行约束。
        (2)拉移转载机时将机头向胶带机顺槽上帮拨,利用顺槽空间宽度调整转载机,确保机头中心线与马蒂尔机尾中心线近似重合,夹角不大于9°,机尾与运输机机头搭接合理,保证出货正常。
        (3)下隅角空间变大时,要根据现场情况增加切顶点柱数量,沿架边挑走向棚,并及时对下隅角进行封堵。
        3.2 甩采、旋采采向调整
        (1)甩采、旋采期间,为防止工作面运输机大幅窜动,须采取单向抵车、单体辅助抵车等方法进行调整。
        (2)工作面旋采期间支架侧护板要处于可伸缩状态,以满足调架要求。当运输机上窜明显时,将支架架头向下帮甩动,架尾向上帮甩动;当运输机下窜明显时,将支架架头向上帮调整,架尾向下帮甩动。
        (3)机头支架要根据工作面情况用单体配合逐步调整,保持支架与运输机垂直。
        (4)每次甩硐沿工作面方向错茬不少于30m,不得在同一处连续甩硐。
        (5)每一循环结束后则平推1~2刀,调整支架状态,以免出现挤架、咬架现象。
        3.3 撕帮
        3.3.1撕帮范围
        甩采、旋采过程中,若运输机上下窜动幅度较大,顺槽空间不足,须根据现场情况对顺槽进行撕帮。(预计将对上顺槽上帮440~451m范围进行撕帮,撕帮深度2m;对下顺槽上帮437~430.5m范围进行撕帮,最深为1m。具体情况以现场为准)。
        3.3.2撕帮方法
(1)在顶板完好处开茬,开茬前先对周围支护进行加固;
(2)开茬刷扩够尺寸后,及时进行锚梁网支护;
(3)最后在撕帮段挑棚加强支护:锚梁网支护后,用单体配合铰接梁或4.5m长矿用11#工字钢在撕帮段挑走向棚,铰接梁一梁一柱,4.5m工字钢一梁四柱。
        4工艺要求        
        保持移架和抵车从机尾向机头方向进行;割每刀煤时要求支架架尾向机头方向调,具体调节幅度根据现场支架状态进行调整,保持支架垂直运输机;严格工作面工程质量管理,每个循环结束尽量做到工作面“三直两平”,支架状态良好,支架初撑力达到要求;回采时注意调整支架的方向,保持支架架头朝机头方向有一定的偏角(以支架垂直链板机为参照点),保证支架的推移杆在底托导向槽内有左右摆的空间,避免因支架推移杆蹩支架脚,导致运输机上窜过快;调斜期间机尾进度较慢,受超前集中应力及支架反复支撑影响,采动破坏严重,且岩性较差,顶板破碎,及时拉超前架进行管理顶板;调斜期间,由于工作面变长及运输机上窜等原因,导致在机头位置留有一定宽度的煤垛,在机头每进一刀时,以人工或放炮的形式同进度处理掉该段煤垛。另外工作面第一架与机巷端头支架之间的架间隙增大,架间隙每达到500mm必须进行人工使棚管理顶板。        
        5 结束语        
通过对旋采过程中可能出现的各种技术难题进行研究,提前制定了旋采技术方案和施工安全技术措施,在生产实际工程中,严格落实进刀和调斜措施,确保了综采工作面的安全、连续、顺利的通过了旋采位置,为同类地质条件下综采工作面的旋采积累了宝贵的生产、技术经验。        
参考文献:
        [1] 池小楼;杨科;大倾角煤层旋采巷道围岩破坏机理与支护技术[J];地下空间与工程学报;2019年05期
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