大采深高架综采工作面大角度调采技术研究

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  摘要:某矿1127综采工作面掘进过程中受到了断层的制约,为了减少综采工作面搬家次数和多回收煤炭资源,切眼设计沿断层走向布置,工作面初采即进行大角度调采;通过对工作面地质概况的分析及调采方案的提前设计,确定了运输巷和运料巷的掘进方位,并制定了调采过程中相关的安全技术措施,为安全调采提供了理论支持和技术保证。
  关键词:大采深;大角度;调采
  对于收到地质条件制约(如断层、陷落柱、岩浆侵入等)的综采工作面,为了提高煤炭资源的回采率,常将工作面切眼或停采线布置在地质构造带附近,因此,在工作面开切眼或收尾时,常出现三角煤或不规则区域煤的回采。为增加工作面推进长度,常在一个工作面推进范围内实行走向长壁或倾斜长壁调采。
  一、概述
  某矿1127工作面是-760水平1采区第七个工作面,所采煤层为2#煤,平均厚度4.5m,工作面长度为50.5m,为综合机械化走向长壁全部垮落采煤法。工作面伪顶为泥岩,厚0.1m,直接顶为粉砂岩,厚4.0~6.0m,老顶为中粒砂岩,厚6.0~10.0m。煤层倾角8°~13°,平均11°。该工作面地质结构复杂,掘进过程中揭露断层达12条。为避开影响工作面生产的DF8大断层,工作面切眼采用不规则状布置,回采过程中,需要先后进行两次调采,本次主要分析47°的大角度调采。
  二.调采方案的确定
  本次调采是以工作面机头内侧的某点为圆心进行的旋转回采,从而避免把机头处作为旋转中心,减少机头处支架对顶板的反复支撑次数。根据工作面的长度和调采角度确定本次调采的调采比例为1:8,即从虚中心至机头处的距离和虚中心到机尾处的距离比例为1:8。相对的圆周部分推进度较快,而靠近圆心部分推进度要越来越小,为此要进行有规律的短刀切割,最后一刀为通刀将工作面割直。这样一个完整过程在调采中称为一个循环,而每个切割循环必然是扇形,根据工作面实际情况,确定5刀为一个循环,则:(1)B1B2的弧長 B1B2=n×b=5×0.7=3.5m;式中:b——采煤机的有效截深。n——实际每循环刀数(2)验算α角的大小 α=B1B2/l=1°5′42″≤α1;式中:α:扇形圆心角;α1:输送机设计允许弯曲角度为5°;l:工作面长度50.5m。如果验算中发生α>α1可用减少循环内刀数来调整。(3)求拐点间距p p=l/n=50.5/5=10.1m 5个切割点的初始位置分别为:第一切割点在7号架处,第二切割点在63号架处,第三切割点在42号架处,第四切割点在21号架处,第五切割点在2号架处。
  三.调采采取的措施
  首先将47度大角度分为4等份,每份角度为11.7°。每一份对应上下巷的An、Bn点,并将对应位置在井下工作面巷帮实际标出。例如:工作面经过调采后,机头到了A1位置,那么机尾应对应推到B1位置。在实际回采过程中为了保证调采位置的分步对应,采取了以下措施。
  (1)工作面调采改变了液压支架和输送机的垂直关系,使推移千斤顶对输送机有一个移向煤壁的推力外,还产生一个与运输方向相反的向机尾的径向分力,为此,对机头10架,每调采11.7°调整一次,每次调整的中心线角度都必须保持与输送机移动方向成-5°角。其余支架在班中拉架过程中随拉随调。
  (2)严格掌握输送机的推进量。调采过程中,要严格控制拐点处输送机的推移量,推溜子不以采煤机的截深推至煤壁,而要看输送机整机弯曲情况,使通刀后保证能够取直。
  (3)调采过程中,采煤机割煤后支架和输送机前移时必须拉线,拉移支架和推移输送机严格按线拉移,确保支架和工作面输送机的直线性。
  (4)当支架与煤壁不垂直时,要及时调架,使用单体液压支柱调整支架与煤壁垂直,调架要由机尾向机头方向逐架进行调正。使用单体液压支柱调架时,严格执行好具体要求。
  四.结论
  (1)1127综采工作面调采在实践中取得了成功,在工作面机头定点不动的情况下,工作面机尾侧连续推进,调采过程中没有发生咬架、挤架的现象,为今后的综采工作面的调采工作积累了丰富的经验。
  (2)1127工作面调采技术的成功实施,较重开切眼可多回收煤炭8000吨,取得了较好的经济效益。
  (3)当然,在调采过程中仍存在这样那样的不足,需要我们进一步总结以增加经验,为下一步的工作做指导。在实现高产高效的道路上我们不断地探索,不断的积累经验,总结失败的教训,最终在走出一条符合自已实际的路。
  参考文献:
  [1] 关于煤矿综采工作面调斜的思考[J].杨国栋.技术与市场.2014(06)
  [2] 大倾角破碎顶板综采工作面俯采、调采支护技术[J].陈勇,张建,孙国.煤矿支护.2014(04)
  [3] 大倾角超长综放工作面调采技术的实践与应用[J].王洪武,赵房,徐维政.神华科技.2014(02)
  作者简介:
  张新福(1986-),男,山东德州人,主要从事巷道掘进支护及综采工艺技术研究
  (作者单位:冀中能源股份有限公司邢东矿)
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