綜采工作面旋轉回采技術應用研究

王增強

（山西臨縣華潤聯盛黃家溝煤業有限公司， 山西 臨縣 033200）

煤礦井下開采經歷了人工開采、炮采、普采、綜采等階段，綜采工藝具有機械化程度高、開采效率高等優勢，近年來廣泛應用于我國各大礦區，當井下工作面遇到斷層、氧化帶等不良地質條件時，若不能強行通過，則需要對工作面進行搬家，然而綜采工作面設備布置較為復雜，設備搬家成本高，耗時長，且不能保證工作面的連續推進，為解決該問題，研究者們提出了旋轉回采工藝[1-3]，采用該工藝，可保證綜采工作面遇到不良地質條件時的連續開采，節約了搬家成本同時提高了回采率，因此對綜采工作面旋轉回采技術進行研究具有十分重要的意義[4-5]。

1 工程概況

1205 采煤工作面，切眼布置長度為150 m，1205-1 工作面運輸順槽長330 m，回風順槽長390 m，可推進長度300 m，工作面走向為WE 0°；1205-2 工作面運輸順槽長648 m，回風順槽長592 m，走向為NE 22°；1205-1 工作面與1205-2 工作面夾角為68°，1205 工作面開采范圍內有一F23 斷層，斷層傾角30°，方位NE 27°，落差3 m，無陷落柱等其他地質構造，且工作面靠近風氧化帶，煤層不穩定，預計會有涌水加大、褶皺、煤層變薄等情況。1205-1 工作面在開采過程中遇到氧化帶，無法繼續推進，為降低工作面搬家影響生產時間，根據工作面地質條件，結合工作面設備配置情況，特準備采取旋轉調面的辦法來保持工作面連續推進。

2 旋轉回采技術

2.1 系統準備

1）補做工作面運輸道。工作面轉角處，因巷道角度變化，在調面時原施工的巷道所圍的兩道距離大于工作面正產推進長度，為保持工作面長度不變，即保持支架數量不變，需沿工作面調面推進時的支架外輪廓線補做一條巷道，巷道規格為凈寬度4 m，凈高度3 m，巷道總長度195 m，分兩段施工，后期根據實際需要再行刷幫。

2）調整工作面運輸設備。待巷道補做后，工作面推進到調面開始位置后，拆除工作面運輸順槽皮帶機，縮短運輸大巷皮帶機尾至補做巷入口處，增加與運輸大巷皮帶機連接的一米電滾筒皮帶機一部，轉載機后增加一部40T 型運輸機與工作面溜子搭接。

2.2 調面比例

1205 工作面里段與外段角度旋轉68°，里外段推進方向需調整68°。根據工作面長度、頂板條件、運輸機最大可彎曲角度等因素確定工作面調面按1∶3調整，即工作面機尾進1 刀，機頭進3 刀，一刀切割深度0.8 m。工作面機尾進20 m，工作面機頭進60 m，工作面調整角度13°36′。在轉面過程中根據現場各段及推進情況，及時調整轉角。工作面設計調面位置為自切眼推進173 m 后開始調面。為防止工作面出現異常情況，實際調面位置為自工作面切眼推進163 m 時開始調面，留10 m 調節余地。

2.3 進刀位置

工作面調面進刀分3 次完成一個循環，為保證工作面運輸機平直度，3 次進刀間隔距離具體見進刀位置圖（見下頁圖1）。調面進刀位置的原則要保證工作面運輸機彎曲度不大于3°，盡量保持工作面運輸機平直，保證煤機正常運轉。

圖1 進刀位置示意圖（m）

3 其他措施

3.1 工作面旋轉調面角

一般綜采工作面旋轉推進的條件為煤層傾角小于12°、采高小于3 m、工作面旋轉角度小于45°。1205 工作面旋轉調面角度68°（大于45°），屬于復雜狀態的旋轉調面。旋轉推進距離長、調面推進時間長，工作面運輸機及支架長時間頻繁旋轉，運輸機長時間處于彎曲狀態，影響運輸機正常運行，運輸機彎曲度控制不好可能造成運輸機及煤機無法工作；工作面在旋轉推進階段，工作面機尾方向推進速度慢，可能造成工作面機尾頂底板壓力顯現明顯的現象。1205 工作面旋轉調面時在施工組織上要引起高度重視。工作面調面比例選擇1:3，設計在工作面推進到173 m 開始，實際從工作面推進133 面開始調面，預留40 m 距離調面，有利于工作面旋轉調面期間調整溜子平直度、有利于機尾頂板控制，工作面旋轉詳細參數如圖2 所示。

圖2 工作面旋轉回采位置（m）

3.2 支架穩定性

為防止旋轉回采過程中，支架出現傾斜、擠壓、倒架等現象，特采取以下措施：

1）工作面每切割一刀煤要求從機尾向機頭方向單向割煤。

2）移溜要求從機尾往機頭方向推移溜子。

3）移架要求從機頭往機尾方向拉移。

4）工作面采高控制在3 m 內，跟煤層底板回采，降低支架重心。

3.3 運輸機穩定性

為保證旋轉回采過程中工作面運輸機的穩定，應采取的措施：

1）每一調面循環，移溜從機頭移溜3 次，然后從機尾移溜1 次。

2）當工作面運輸機與運輸道運輸機搭接長度懸殊較大時，采取加減短接的辦法解決，保證合理搭接。

4 社會和經濟效益

1205 工作面里面與外面夾角68°，采用旋轉調面回采工藝比回撤搬家回采工藝相比，工作面增加回采煤量120 000 t，按照550 元/t 測算，可增加經濟效益6 600 萬元，且旋轉回采與綜放工作面搬家相比，可節省工期2 個月，同時為其他礦井同等條件的開采提供了借鑒經驗，具有較好的經濟社會效益。

5 結論

1）針對山西臨縣華潤聯盛黃家溝煤礦1205 綜采工作面回采過程中遇風氧化帶影響的問題，提出采用旋轉回采技術保證工作面的連續推進，從系統準備工作、調面比例、進刀位置等方面闡述了旋轉調面的具體技術措施。

2）對旋轉回采過程中可能出現的問題如設備的穩定性、調面角度的選擇等進行了說明，采取了預防措施，并對采用旋轉回采的技術經濟效益進行了分析。