浅析采煤工作面调斜方法及“3—1”式调斜回采工艺的应用

郭绍坤++高明

摘 要：我国东北地区煤矿资源形势严峻，多个煤炭企业已经设计开采二水平采区，部分矿井进入残采阶段。因此为了节约资源会越来越多出现不规则或留窄小煤柱工作面。简单介绍几种常见的采煤工作面调斜方法并探索“3-1”式调斜回采工艺在实践中的应用。

关键词：采煤工作面 调斜方法 3-1式调斜回采工艺 应用效果

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）09（c）-0106-02

1 煤炭行业发展的现状和采煤工作面调斜开采的必要性

1.1 煤炭行业发展的现状

我国煤炭行业刚经历了“煤炭的黄金十年”发展期，在推动国家经济发展的同时，也为当地的建设做出了巨大贡献。但是目前辽宁地区的煤炭资源越来越少，辽宁煤炭企业普遍存在剩余资源量逐年减少，后备资源严重不足，采场接续困难，新建矿井埋藏深、安全生产管理难，生产成本逐年加大，近两年煤炭企业利润严重下滑。因此，合理开发资源、减少开采中的浪费提高回采率成为辽宁煤炭企业的主要生产方针。

1.2 采煤工作面调斜开采的必要性

在煤矿正常生产过程中，经常会遇到回采工作面不规则或留窄小煤柱的工作面，特别是长期开采的老矿井，该类型的工作面出现的越来越多。为了能更好的回收这部分煤炭资源，势必进行调斜开采。

2 采煤工作面常见的调斜方法

2.1 实中心调斜

所谓实中心调斜就是以一端点O1为圆点，以工作面长L为半径，以推进步距为弧长划弧前进，以此法调动工作面前进的方法。

2.2 虚中心调斜

所谓虚中心调斜就是工作面两端都有成一定比例的推进量，把调斜角α分成若干个小角α1采煤机通过割一组通刀后，工作面转过α1角，完成一个调斜循环。其中两头进度常见比例可为：2∶1；3∶2；3∶1，2-1式調斜回采技术适用于顶板条件一般，可以缓慢转角的工作面；3-2式调斜回采技术适用于顶板稳定，可以缓慢转角的工作面；3-1式调斜回采技术适用于顶板稳定，要求快速转角的工作面。

3 采煤工作面调斜管理重点

采煤工作面调斜的技术管理重点就是控制工作面刮板运输机的上窜和下滑，刮板运输机的上窜和下滑导致运输机机头与转载机搭接不合适，造成底溜带货，刮板运输机负荷增大容易导致断链；还有可能出现刮板运输机机头（机尾）进入巷道煤壁内，工作面两顺无安全出口，严重影响安全和生产再有就是机头（机尾）端头支架进入工作面，造成两顺出现局部空顶，从而增加了支护难度和工作量。

4 “3-1”式调斜回采工艺的应用

4.1 N2-401综采工作面概况

本工作面位于北二采区西侧，工作面西部为最低可采边界线及FWN3断层；北部为FWN4断层；南部为N2I期专用回风巷；东侧为FWN5断层。走向长度814.95m，倾向长度261.6m。工作面基本顶为粗砂岩、砂砾岩及中砂岩，直接顶为粉砂岩。

本工作面4-2煤层为复杂结构煤层，煤层层数一般4～5层，夹石3～4层，煤层厚度平均2.45m；煤层纯煤厚度最大1.95m，最小1.33m，平均1.71m。夹矸厚度最大1.32m，最小0.37m，平均0.74m。煤层倾角平均2°。

在工作面收尾阶段为了多回采资源，要求运输顺槽停采线延长10m，回风顺槽停采线延长28m，这样回风顺槽比运输顺槽多进18m。

4.2 采煤方法顶板管理及“3-1”式调斜收尾回采技术的选择

4.2.1 采煤方法和顶板管理

采煤方法：工作面采用单一走向长壁后退式综合机械化采煤方法。选用MG300/701采煤机割煤，SGZ-800/2*525刮板运输机运煤，工作面选用ZY6400/13/29支架支护顶板。

顶板管理：采取全部垮落法处理采空区。前端头使用ZTZ22500/19/35型液压支架，后端头使用ZZ6400/17/35型液压支架，运输顺槽超前支护采用双排铰接顶梁下打单体支护顶板，回风顺槽采用 ZT9200/19/35型超前支护支架支护顶板。

4.2.2 “3-1”式调斜回采技术的选择

由于工作面两端都有推进度，所以选择虚中心调斜。（1）虚拟旋转中心的确定。旋转中心在确定时，需考虑有利于工作面支架调向，设备调直；尽快完成转角，使工作面尽早收尾。（2）旋转中心技术要求。旋转期间要保证工作面输送机机头与运输顺槽转载机搭接正常，保持运输畅通。（3）N2-401综采面煤层赋存稳定，顶板稳定。（4）采高确定为2.4～2.6m支架稳定性较好。（5）调斜采煤期间，工作面煤层倾角仅为1°-4°，易防止支架倒架、挤架和工作面运输机下窜。（6）快速转角。虚拟旋转中心距运输顺槽的垂直距离为140.14m基于以上考虑选择“3-1”式调斜收尾回采技术。

4.3 “3-1”式调斜回采工艺

4.3.1 “3-1”式调斜回采分段割煤设计

每调斜循环割煤刀数的确定：（1）每调斜循环相邻两刀煤错距的确定。N2-401综采工作面调斜回采时，设相邻两刀煤的进刀点为拐点，其间距就是相邻两刀煤的错距。在做拐点设计时，沿工作面倾向设定a、b、c、d点为拐点，拐点处的拐角就是每调斜循环的转角，而转角又取决于液压支架每次允许的调向角。一般液压支架每次允许的调向角为1°～2°，转角设定为α为1.5°，即可求出相邻两拐点的间距S=31m。S=B/tanɑ。其中S为拐点间距，B为截深取0.8m。（2）每调斜循环割煤刀数的确定。S=L/N，L为综采工作面倾长261.4m，拐点间距N为31m，工作面每调斜循环需 割煤9刀。取拐点是31m的倍数这里选取93m和186m即对应工作面支架62号和124号。

“3-1”调斜工艺即每个小循环机头推进0.8m机尾推进2.4m，原班机头推进2.4m机尾推进7.2m是为一个大循环。采煤机割煤顺序：采煤机割煤至机尾→124号→机尾→62号→机尾→机头；拉架推移运输机顺序为当采煤机由机尾向124号、62号、机头割煤时只拉架不推移运输机：当采煤机由124号、62号、机头向机尾割煤时由机头向机尾推移运输机。在一个小调斜循环中割最后一通刀时，将工作面煤壁割直，刮板运输机机沿工作面全长调直，支架调正，完成一个小调斜循环。在这种调斜方式中，每割一刀煤，支架即须调整一次以适应运输机角度的变化。

4.3.2 “3-1”式调斜回采管理要点

因工作面机头端前移量较小，前端头顶板压力较大，所以重点加强工作面前端头顶板支护，同时运输顺槽的原有支护只能滞后切顶线拆除回收，严禁提前回收。完成一个调斜循环，工作面机尾端须推进7.2m，因此要加强机尾段的劳动组织，确保每调斜循环任务的完成。严格掌握调斜进度：在运输、回风顺槽内准确标定出每个头的进度。支架运输机的转角、每调斜循环的割煤刀数、每刀煤的长度都要严格按设计进行。严格工作面工程质量管理：液压支架要设专人进行调整，以防发生挤架、咬架、倒架现象。割煤、拉架、推溜方向必须按设计操作，以防支架下滑，刮板运输机下窜。

5 经济效果

为矿多生产原煤20456t，减少了煤柱损失，为矿创效470多万元。

6 结语

综采工作面“3-1”式调斜回采技术可较好地解决煤柱损失问题，但对工作面工程质量管理和生产劳动组织管理水平要求较高，对于资源紧张的老矿井，“3-1”式调斜回采技术，对提高煤炭回收率，延长矿井使用年限提高经济效益具有一定意义。通过在N2-401综采工作面对这一技术的应用，为进一步提高综采工作面调斜开采技术奠定了基础，同时也为矿井生产积累了宝贵的管理经验。

参考文献

[1] 张毅敏.综采工作面调斜探讨[J].水力采煤与管道运输，2010（4）：81-82.

[2] 孙文标，杜学胜.“煤矿开采学”教学改革研究与实践[J].中国电力教育，2011（16）：128-129.endprint