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[摘 要]为更好地回收煤炭资源，田陈煤矿充分根据现场地质条件，对3下319工作面设计为扇形旋转开采的不规则工作面。借鉴以前的旋转开采经验，对工作面转载机与前后部运输机的搭接以及工作面机头段1-10#支架的布置等进行了较大改进，合理控制好旋转调采幅度并适时进行加架，生产过程中收到了较好效果；该工作面的成功旋转开采，既最大限度地提高了煤炭资源回收率，又积累了一定的旋转开采经验。
[关键词]扇形旋转 支架布置 改进 加架 回收率
中图分类号：TD823.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0395-01
前言
田陈煤矿由兖州煤矿设计研究院设计，1984年12月完成《田陈煤矿修改初步设计说明书》。设计生产能力120万t/a，1983年12月破土动工兴建，1989年12月建成投产，1996年正式达产，2006年矿井核定生产能力为170万t/a。矿井开采煤种为气煤、肥煤。采用立井多水平开拓方式，设计将井田划分为两个水平开采，其中，一水平标高-370m，二水平标高-650m，后在矿井开拓过程中依据生产实际情况将二水平标高定在-547m水平。二水平与一水平之间采用集中下山（暗斜井）、平巷连接。随着我国经济增速放缓，能源结构的进一步优化，煤炭需求降低，煤炭行业的经济压力在短期内得不到缓解，煤炭企业要适应新常态，推动创新管理，在成本管控上下工夫，通过技术管理创新，实现降本增效。我矿对3下319工作面根据现场实际情况研究设中，计通过大胆管理创新，实现了扇形旋转开采的不规则工作面，增加安全保障、降低了成本大大提高了资源回收率。
1 工作面概况
3下319工作面开采煤层为3下煤层，工业牌号为气煤，煤层赋存稳定，煤厚2.45～3.50 m，平均2.85 m。为最大限度地回收煤炭资源，工作面设计为不规则工作面，煤层倾角12°，工作面布置MG300/700-WD型双滚筒采煤机、ZZ5200-21/42型支撑掩护式液压支架、SGZ-764/500型可弯曲刮板运输机。工作面开采初切眼长149.4m，正常推进时长度为144m；工作面初采就要以机头为中心进行扇形旋转开采，旋转调采长度120m；同时，为保证转载机与运输机的合理搭接，运输巷距切眼22 m时向外以8°角度拐向。
2 方案的制定
2.1制定开采方案
通过科学分析及模拟运输机的运行轨迹，制定开采方案为：采用机头段10架支架与转载机平行布置，留出足够的支架转向空间，11#架至机尾92#架采用垂直于前部运输机布置，并在轨道巷内预留4架待加支架。
2.2旋转调采的原则
保证工作面支架与运输机的直线性；保证工作面支架与运输机始终处于垂直状态；保证前后部运输机与转载机的合理搭接，确保卸载高度。
3 工作面旋转调采的三个阶段（见图2 工作面旋转开采示意图）
3.1第一步（AD-AE），即大幅度调采机尾阶段。该阶段只推采机尾，机头不动， 调采比例为0：5。此阶段保证煤机斜切进刀长度不低于30m，同时必须保证每班煤机割通机头一次，以保证运输机的直线性。
3.2第二步（AE-BF），即调采加架阶段。此阶段工作面机头推进63米，机尾推进73米。首先按照1：3的比例调采机尾，使机尾超前机头12米，此时，工作面支架和运输机将逐步向机头方向开始位移；接着工作面按照1：1的比例推采。根据计算及现场实测，工作面每推进1.2米，运输机及支架向机头移动0.1米；同时，运输机及支架将离开转载机0.19米；随工作面推进，应及时在机头用调节溜槽（0.5m和0.75m）调整前后部运输机，以保证运输机与转载机的合理搭接。在此阶段，工作面机尾推进20米后，完成第一次加架工作；此后，机尾每推进约17米，适时在工作面机尾增加支架；机尾推进73米时完成加架工作。
3.3第三步（BF-CG）为调整阶段。此阶段按照1：3的比例调采机头；机尾推进4米，机头推进12米后，工作面达到正常推采位置，旋转开采结束。
4 采取措施
4.1 支架管理：生产前将1-10#架支架与前部运输机的连接全部改为软连接，以便于给前部运输机以活动的空间；11-92#架与后部运输机的连接由原来的单号架两侧连接改为在所有支架机头方向单侧连接，同时解掉支架侧护板机尾侧定位销，以便随时调整支架。生产中设专人调整支架状态，使支架与运输机始终处于垂直状态，避免支架咬架、挤架、爬架等情况的发生。
4.2顶板管理
4.2.1机头段1-12#架即调采三角区顶板管理：该段全部铺设双层8#金属网顶网，同时金属网下铺设倾向废旧轨道，废旧轨道铺设步距0.6米，便于调整机头段液压支架的支护状态。随工作面推进，机头段液压支架与运输机的夹角逐步扩大，架间间隙由三角形逐步变为矩形；此时应及时调整机头段十架支架，每两架一组，即1#、2#架一组，3#、4#架一组，9#、10#架一组，组与组之间保留一个支架的架间间隙（1.5米），便于支架的调整。对于两组支架间的顶板管理，采取挂设两排双楔顶梁进行支护，单体支柱作腿，穿鞋支设，一梁一柱。
4.2.2机尾带采段顶板管理：对旋转开采的第一阶段，机头保持不动，工作面运输机以机头为圆心开始旋转，将会出现机尾带采现象；对带采区顶板采用金属网配合双楔顶梁进行支护，双楔顶梁间距0.6米；煤机落煤后及时在网下铺设倾向圆木并加挂双楔顶梁进行支护。
4.3 机尾加架管理：随着工作面的推进，进入第二阶段时机尾逐步内缩（支架向机头方向移动）；当达到一定距离后，开始进行加架。加架前，改出适当的进架空间，把原十字梁铰接改为工字钢梁下打设单体维护，一梁三柱；同时，即在工作面机尾三架支架及正巷上方沿倾向穿18Kg/m轨道进行加强顶板管理，确保加架时机尾降架时顶板安全。提前在轨道巷稳固18.5KW回柱机，通过生根在液压支架底座上的10吨封闭单穿滑轮，从轨道巷向工作面加架地点沿底板牵移液压支架。
4.4 工作面设备管理：加强机械设备的使用与检修，对机械设备进行包保，责任到人，全面检查，精心维护，确保检修包保质量；加强液压支架维护，杜绝液压支架窜漏渗，严禁支架带病作业，确保支架完好率达到100%。
4.5 防灭火管理：该面在旋转调采期间，工作面机头进尺少，停留时间长，顶板破碎易积热，现场加强工作面的煤体注水及工作面防尘管理，要超前完成煤体注水工作，确保煤体湿润，煤体含水率达到要求，生产期间做到跟机冲尘，严防工作面积尘。加强巡查，责任到人，实施24小时监控，及时对发现的高温点进行打钻注水等措施进行治理。
5 结束语
通过此种调采方式，较好地解决了不规则工作面旋转开采时运输机与转载机的搭接、旋转开采期间支架的挤架、咬架，及无液压支架区的顶板维护、机尾加架以及带采区的顶板维护等问题。该工作面的成功旋转开采，多采出煤炭资源6万余吨，创造了较好的社会效益和经济效益；同时，为以后类似工作面的设计、开采等积累了宝贵的经验。
参考文献
①、煤矿开采学 徐永圻 主编. —3版.—徐州：中国矿业大学出版社，2009.7.
②、机械设计基础 杨红涛 主编.—徐州：中国矿业大学出版社，2007.11.
[关键词]扇形旋转 支架布置 改进 加架 回收率
中图分类号：TD823.9 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）48-0395-01
前言
田陈煤矿由兖州煤矿设计研究院设计，1984年12月完成《田陈煤矿修改初步设计说明书》。设计生产能力120万t/a，1983年12月破土动工兴建，1989年12月建成投产，1996年正式达产，2006年矿井核定生产能力为170万t/a。矿井开采煤种为气煤、肥煤。采用立井多水平开拓方式，设计将井田划分为两个水平开采，其中，一水平标高-370m，二水平标高-650m，后在矿井开拓过程中依据生产实际情况将二水平标高定在-547m水平。二水平与一水平之间采用集中下山（暗斜井）、平巷连接。随着我国经济增速放缓，能源结构的进一步优化，煤炭需求降低，煤炭行业的经济压力在短期内得不到缓解，煤炭企业要适应新常态，推动创新管理，在成本管控上下工夫，通过技术管理创新，实现降本增效。我矿对3下319工作面根据现场实际情况研究设中，计通过大胆管理创新，实现了扇形旋转开采的不规则工作面，增加安全保障、降低了成本大大提高了资源回收率。
1 工作面概况
3下319工作面开采煤层为3下煤层，工业牌号为气煤，煤层赋存稳定，煤厚2.45～3.50 m，平均2.85 m。为最大限度地回收煤炭资源，工作面设计为不规则工作面，煤层倾角12°，工作面布置MG300/700-WD型双滚筒采煤机、ZZ5200-21/42型支撑掩护式液压支架、SGZ-764/500型可弯曲刮板运输机。工作面开采初切眼长149.4m，正常推进时长度为144m；工作面初采就要以机头为中心进行扇形旋转开采，旋转调采长度120m；同时，为保证转载机与运输机的合理搭接，运输巷距切眼22 m时向外以8°角度拐向。
2 方案的制定
2.1制定开采方案
通过科学分析及模拟运输机的运行轨迹，制定开采方案为：采用机头段10架支架与转载机平行布置，留出足够的支架转向空间，11#架至机尾92#架采用垂直于前部运输机布置，并在轨道巷内预留4架待加支架。
2.2旋转调采的原则
保证工作面支架与运输机的直线性；保证工作面支架与运输机始终处于垂直状态；保证前后部运输机与转载机的合理搭接，确保卸载高度。
3 工作面旋转调采的三个阶段（见图2 工作面旋转开采示意图）
3.1第一步（AD-AE），即大幅度调采机尾阶段。该阶段只推采机尾，机头不动， 调采比例为0：5。此阶段保证煤机斜切进刀长度不低于30m，同时必须保证每班煤机割通机头一次，以保证运输机的直线性。
3.2第二步（AE-BF），即调采加架阶段。此阶段工作面机头推进63米，机尾推进73米。首先按照1：3的比例调采机尾，使机尾超前机头12米，此时，工作面支架和运输机将逐步向机头方向开始位移；接着工作面按照1：1的比例推采。根据计算及现场实测，工作面每推进1.2米，运输机及支架向机头移动0.1米；同时，运输机及支架将离开转载机0.19米；随工作面推进，应及时在机头用调节溜槽（0.5m和0.75m）调整前后部运输机，以保证运输机与转载机的合理搭接。在此阶段，工作面机尾推进20米后，完成第一次加架工作；此后，机尾每推进约17米，适时在工作面机尾增加支架；机尾推进73米时完成加架工作。
3.3第三步（BF-CG）为调整阶段。此阶段按照1：3的比例调采机头；机尾推进4米，机头推进12米后，工作面达到正常推采位置，旋转开采结束。
4 采取措施
4.1 支架管理：生产前将1-10#架支架与前部运输机的连接全部改为软连接，以便于给前部运输机以活动的空间；11-92#架与后部运输机的连接由原来的单号架两侧连接改为在所有支架机头方向单侧连接，同时解掉支架侧护板机尾侧定位销，以便随时调整支架。生产中设专人调整支架状态，使支架与运输机始终处于垂直状态，避免支架咬架、挤架、爬架等情况的发生。
4.2顶板管理
4.2.1机头段1-12#架即调采三角区顶板管理：该段全部铺设双层8#金属网顶网，同时金属网下铺设倾向废旧轨道，废旧轨道铺设步距0.6米，便于调整机头段液压支架的支护状态。随工作面推进，机头段液压支架与运输机的夹角逐步扩大，架间间隙由三角形逐步变为矩形；此时应及时调整机头段十架支架，每两架一组，即1#、2#架一组，3#、4#架一组，9#、10#架一组，组与组之间保留一个支架的架间间隙（1.5米），便于支架的调整。对于两组支架间的顶板管理，采取挂设两排双楔顶梁进行支护，单体支柱作腿，穿鞋支设，一梁一柱。
4.2.2机尾带采段顶板管理：对旋转开采的第一阶段，机头保持不动，工作面运输机以机头为圆心开始旋转，将会出现机尾带采现象；对带采区顶板采用金属网配合双楔顶梁进行支护，双楔顶梁间距0.6米；煤机落煤后及时在网下铺设倾向圆木并加挂双楔顶梁进行支护。
4.3 机尾加架管理：随着工作面的推进，进入第二阶段时机尾逐步内缩（支架向机头方向移动）；当达到一定距离后，开始进行加架。加架前，改出适当的进架空间，把原十字梁铰接改为工字钢梁下打设单体维护，一梁三柱；同时，即在工作面机尾三架支架及正巷上方沿倾向穿18Kg/m轨道进行加强顶板管理，确保加架时机尾降架时顶板安全。提前在轨道巷稳固18.5KW回柱机，通过生根在液压支架底座上的10吨封闭单穿滑轮，从轨道巷向工作面加架地点沿底板牵移液压支架。
4.4 工作面设备管理：加强机械设备的使用与检修，对机械设备进行包保，责任到人，全面检查，精心维护，确保检修包保质量；加强液压支架维护，杜绝液压支架窜漏渗，严禁支架带病作业，确保支架完好率达到100%。
4.5 防灭火管理：该面在旋转调采期间，工作面机头进尺少，停留时间长，顶板破碎易积热，现场加强工作面的煤体注水及工作面防尘管理，要超前完成煤体注水工作，确保煤体湿润，煤体含水率达到要求，生产期间做到跟机冲尘，严防工作面积尘。加强巡查，责任到人，实施24小时监控，及时对发现的高温点进行打钻注水等措施进行治理。
5 结束语
通过此种调采方式，较好地解决了不规则工作面旋转开采时运输机与转载机的搭接、旋转开采期间支架的挤架、咬架，及无液压支架区的顶板维护、机尾加架以及带采区的顶板维护等问题。该工作面的成功旋转开采，多采出煤炭资源6万余吨，创造了较好的社会效益和经济效益；同时，为以后类似工作面的设计、开采等积累了宝贵的经验。
参考文献
①、煤矿开采学 徐永圻 主编. —3版.—徐州：中国矿业大学出版社，2009.7.
②、机械设计基础 杨红涛 主编.—徐州：中国矿业大学出版社，2007.11.