綜采工作面大傾角俯采、轉(zhuǎn)采的可行性分析
作者：佚名
2010-08-22 08:06
來(lái)源：不詳
1、引言
我國(guó)北方，是中國(guó)煤炭的老工業(yè)區(qū)，多數(shù)礦井的開(kāi)采服務(wù)年限已達(dá)半個(gè)世紀(jì)之久。位于黑龍江省邊陲城市—雞西；有一座現(xiàn)代化礦井——東山煤業(yè)有限公司（原小恒山煤礦）。曾經(jīng)在改革開(kāi)放初期為我國(guó)的煤炭事業(yè)做出了突出的貢獻(xiàn)。
東山煤礦至九十年代進(jìn)入三水平以來(lái)，隨著開(kāi)采深度的增加，煤層的賦存條件變得及其復(fù)雜；不僅煤層的傾角大，而且大塊煤田內(nèi)褶曲、斷層縱橫交錯(cuò)，頂板破碎，礦壓增大，瓦斯含量增加。為綜采工作面設(shè)置帶來(lái)了很大困難。為了保證綜采工作面的可開(kāi)采儲(chǔ)量，減少搬家次數(shù)。因此大傾角俯采、轉(zhuǎn)采工作面的開(kāi)掘勢(shì)在必行。然而如何解決大傾角俯采，轉(zhuǎn)采工作面的采煤工藝和開(kāi)采方法是擺在我們面前新的難題。
2、該綜采工作面具有的優(yōu)點(diǎn)
東山煤礦一六三綜采隊(duì)所開(kāi)采的下東采3#下左一工作面就是屬于大傾角俯采，轉(zhuǎn)采工作面。該工作面的設(shè)置具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1、避開(kāi)大斷層，減少工作面因過(guò)斷層所造成的設(shè)備損壞、安全無(wú)保證、煤質(zhì)下降以及洗煤困難等不利因素。
2、增加了回采儲(chǔ)量（工業(yè)儲(chǔ)量為46萬(wàn)噸，回采儲(chǔ)量為44萬(wàn)噸），從而延長(zhǎng)開(kāi)采時(shí)間，避免了工作面頻繁搬家，降低不必要的勞動(dòng)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。
3、增加了煤炭的回收率，減少了掘進(jìn)工程量，從而提高了企業(yè)的效率。
3、該綜采工作面存在的問(wèn)題
雖然該工作面具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，但所面臨的眾多回采難題是必須要解決的。具體難點(diǎn)如下：
（1）俯采坡度大（最大為18.5度）；轉(zhuǎn)采坡度大（最大為22度）。
(2)旋轉(zhuǎn)開(kāi)采時(shí)下機(jī)頭不動(dòng)，頂板壓力增大，支護(hù)難以及輸送機(jī)下竄等難題。
(3)旋轉(zhuǎn)開(kāi)采角度大（設(shè)計(jì)為99度），實(shí)際達(dá)105度。如此條件在雞西礦業(yè)集團(tuán)所屬煤礦屬于首次開(kāi)采。
(4)旋轉(zhuǎn)工作面不等長(zhǎng)（最長(zhǎng)為176米，最短為172米）。
(5)旋轉(zhuǎn)開(kāi)采開(kāi)始前，結(jié)束后工作面不等長(zhǎng)。開(kāi)采前為169米；結(jié)束后為162-164米。
(6)旋轉(zhuǎn)開(kāi)采前上，下巷標(biāo)高為上高下低（工作面坡度為8度）。結(jié)束后標(biāo)高為下高上低（工作面坡度為17度）。
(7)旋轉(zhuǎn)開(kāi)采后期，工作面長(zhǎng)度的確定、支架數(shù)量的確定以及液壓支架、刮板輸送機(jī)下竄問(wèn)題。
4、主要回采工藝和應(yīng)解決的問(wèn)題
雖然面臨如此多的困難。但是為了保證回采的順利進(jìn)行，作為煤礦工程的技術(shù)負(fù)責(zé)人，本著邊開(kāi)采，邊總結(jié)和以往的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)；對(duì)該工作面的采煤工藝和回采過(guò)程中的難題做以詳細(xì)的分析和解決。
該工作面的回采分為俯采階段、旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備階段、旋轉(zhuǎn)階段、平推階段和調(diào)正階段五部分（見(jiàn)圖例1）。現(xiàn)就各個(gè)階段開(kāi)采過(guò)程所面臨的難題和解決方法分別做以分析和介紹。
（1）俯采傾角大（最大為18.5度），旋轉(zhuǎn)開(kāi)采時(shí)上巷達(dá)22度。 當(dāng)工作面的俯采坡度達(dá)到12度以上時(shí)，工作面以無(wú)法正常進(jìn)行推溜作業(yè)（推移刮板輸送機(jī)時(shí)，刮板立起）。達(dá)到15度以上時(shí)采煤機(jī)就會(huì)發(fā)生傾倒脫離機(jī)道。無(wú)法正常割煤作業(yè)。真對(duì)無(wú)法正常推移輸送機(jī)的難題，采取了壓柱推溜法見(jiàn)（圖例2），既用單體液壓支柱壓住推拉頭進(jìn)行推移輸送機(jī)。此種工藝在實(shí)際工作中取得了成功。真對(duì)采煤機(jī)傾倒脫離機(jī)道，無(wú)法正常割煤、刮板輸送機(jī)無(wú)法正常運(yùn)煤的難題。在采煤機(jī)割煤前采取了支架前梁吊溜法，見(jiàn)（圖例3）。既用鏈條鎖住支架前梁和刮板；升起前梁將刮板輸送機(jī)吊起，同時(shí)刮板輸送機(jī)下方進(jìn)行墊貨，將輸送機(jī)墊平，然后采煤機(jī)進(jìn)行割煤作業(yè)。見(jiàn)（圖例4）從而解決了采煤機(jī)無(wú)法正常割煤作業(yè)和運(yùn)輸機(jī)無(wú)法正常運(yùn)煤。確保了綜采工作面實(shí)現(xiàn)割煤、運(yùn)煤、移架、推溜正規(guī)循環(huán)作業(yè)所面臨的難題。
（2）由于旋轉(zhuǎn)開(kāi)采時(shí)輸送機(jī)下機(jī)頭長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)，頂板壓力將增大。超前壓力大大提前。真對(duì)這一情況，工作面下隅角切頂線(xiàn)采用了單體柱堆積支護(hù)頂板和俯采防捕矸等安全措施，超前支護(hù)采用三排柱管理頂板，壓力大的地點(diǎn)采用對(duì)柱管理，確保20米范圍內(nèi)的支護(hù)安全。真對(duì)輸送機(jī)下機(jī)頭下竄的問(wèn)題，做到旋轉(zhuǎn)開(kāi)采前，調(diào)整工作面的開(kāi)采方向，將下機(jī)頭前推與煤壁在同一平面內(nèi)（見(jiàn)圖例1）既旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備階段。將平順刮板輸送機(jī)靠近煤壁，保證工作面正常運(yùn)煤。為防止下機(jī)頭下竄問(wèn)題留有一定的空間，同時(shí)調(diào)整工作面架型，防止下機(jī)頭下竄。
（3）旋轉(zhuǎn)開(kāi)采角度大（設(shè)計(jì)為99度）。實(shí)際開(kāi)采時(shí)達(dá)到105度。由于長(zhǎng)時(shí)間旋轉(zhuǎn)開(kāi)采，工作面的工程質(zhì)量面著新的問(wèn)題，工作面上出口需要不斷地進(jìn)刀，每切割一刀煤長(zhǎng)度相差20米；工作面進(jìn)4個(gè)循環(huán)割一通刀。并不斷調(diào)整工作面的架型，保證支架直，刮板輸送機(jī)直，煤壁直。同時(shí)上巷旋轉(zhuǎn)推進(jìn)到一定進(jìn)度，下巷需要推進(jìn)一個(gè)循環(huán)，以防止頂板壓力過(guò)度集中在下部支架，將下部支架壓靠。所以旋轉(zhuǎn)開(kāi)采時(shí)下機(jī)頭不是原地不動(dòng)。而是開(kāi)采前留有一定的余量（12米），同時(shí)防止旋轉(zhuǎn)開(kāi)采結(jié)束后上機(jī)頭和上部支架頂?shù)矫罕诙鵁o(wú)法正常開(kāi)采。
（4）由于旋轉(zhuǎn)工作面不等長(zhǎng)（最長(zhǎng)為176米，最短為172米），采煤機(jī)割煤至上巷將會(huì)出現(xiàn)切割不透的情況，真對(duì)這一情況采取了增加刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度，提高了回采率，真對(duì)上巷頂板支護(hù)采取了四對(duì)八梁配合單體柱邁步支護(hù)頂板的方法。既解決了空頂難題，同時(shí)又保證了采煤機(jī)割煤?？梢噪S時(shí)根據(jù)工作面的長(zhǎng)度變化，調(diào)整刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度。
（5）由于旋轉(zhuǎn)結(jié)束后工作面的長(zhǎng)度縮短到162-164米，所以根據(jù)這一情況，必須提前進(jìn)行旋轉(zhuǎn)開(kāi)采（提前12米，前面以提到），通過(guò)調(diào)整刮板輸送機(jī)上部的長(zhǎng)度保證了工作面的正常旋轉(zhuǎn)開(kāi)采。
（6）由于旋轉(zhuǎn)開(kāi)采前上、下巷標(biāo)高為上高下低（工作面坡度為8度）。結(jié)束后標(biāo)高為下高上低（工作面坡度為17度）。給工作面運(yùn)輸帶來(lái)了新的難題，真對(duì)這一情況在上巷提前敷設(shè)了運(yùn)輸系統(tǒng)（平順刮板運(yùn)輸機(jī)，膠帶運(yùn)輸機(jī)）。當(dāng)工作面刮板輸送機(jī)運(yùn)輸困難時(shí)改變運(yùn)輸系統(tǒng)，既由下巷運(yùn)輸改為上巷運(yùn)輸；同時(shí)改變通風(fēng)系統(tǒng)，既由下巷入風(fēng)，上巷回風(fēng)改為上巷入風(fēng)，下巷回風(fēng)（解決了工作面下行風(fēng)的問(wèn)題）；同時(shí)改變供電系統(tǒng)，既供電線(xiàn)路改到上巷。
（7）由于旋轉(zhuǎn)開(kāi)采后期，必須確定工作面實(shí)際長(zhǎng)度和支架的數(shù)量。因?yàn)樾D(zhuǎn)開(kāi)采時(shí)工作面最長(zhǎng)為176米，所以在這一時(shí)期采取工作面整體平推，將刮板輸送機(jī)縮短，同時(shí)確定下部頭臺(tái)支架的最佳位置。然后在工作面調(diào)正階段繼續(xù)旋轉(zhuǎn)工作面上部，進(jìn)一步調(diào)整刮板輸送機(jī)的合理長(zhǎng)度，確定支架的實(shí)際數(shù)量（多余支架由下巷軌道裝車(chē)送出最多撤出2臺(tái)支架）。至此整個(gè)綜采工作面大傾角俯采、旋轉(zhuǎn)回采結(jié)束。
5、結(jié)論
經(jīng)過(guò)實(shí)踐，俯采階段和旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備階段，該綜采工作面月產(chǎn)平均達(dá)到5萬(wàn)噸的水平；旋轉(zhuǎn)回采階段月產(chǎn)達(dá)到4萬(wàn)噸的水平。實(shí)行證明，綜采工作面大傾角俯采，旋轉(zhuǎn)回采是可行的。為提高我國(guó)綜合機(jī)械化采煤工作面在復(fù)雜條件的開(kāi)采提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。值得其他兄弟煤礦介薦和應(yīng)用。
我國(guó)北方，是中國(guó)煤炭的老工業(yè)區(qū)，多數(shù)礦井的開(kāi)采服務(wù)年限已達(dá)半個(gè)世紀(jì)之久。位于黑龍江省邊陲城市—雞西；有一座現(xiàn)代化礦井——東山煤業(yè)有限公司（原小恒山煤礦）。曾經(jīng)在改革開(kāi)放初期為我國(guó)的煤炭事業(yè)做出了突出的貢獻(xiàn)。
東山煤礦至九十年代進(jìn)入三水平以來(lái)，隨著開(kāi)采深度的增加，煤層的賦存條件變得及其復(fù)雜；不僅煤層的傾角大，而且大塊煤田內(nèi)褶曲、斷層縱橫交錯(cuò)，頂板破碎，礦壓增大，瓦斯含量增加。為綜采工作面設(shè)置帶來(lái)了很大困難。為了保證綜采工作面的可開(kāi)采儲(chǔ)量，減少搬家次數(shù)。因此大傾角俯采、轉(zhuǎn)采工作面的開(kāi)掘勢(shì)在必行。然而如何解決大傾角俯采，轉(zhuǎn)采工作面的采煤工藝和開(kāi)采方法是擺在我們面前新的難題。
2、該綜采工作面具有的優(yōu)點(diǎn)
東山煤礦一六三綜采隊(duì)所開(kāi)采的下東采3#下左一工作面就是屬于大傾角俯采，轉(zhuǎn)采工作面。該工作面的設(shè)置具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1、避開(kāi)大斷層，減少工作面因過(guò)斷層所造成的設(shè)備損壞、安全無(wú)保證、煤質(zhì)下降以及洗煤困難等不利因素。
2、增加了回采儲(chǔ)量（工業(yè)儲(chǔ)量為46萬(wàn)噸，回采儲(chǔ)量為44萬(wàn)噸），從而延長(zhǎng)開(kāi)采時(shí)間，避免了工作面頻繁搬家，降低不必要的勞動(dòng)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。
3、增加了煤炭的回收率，減少了掘進(jìn)工程量，從而提高了企業(yè)的效率。
3、該綜采工作面存在的問(wèn)題
雖然該工作面具有如此多的優(yōu)點(diǎn)，但所面臨的眾多回采難題是必須要解決的。具體難點(diǎn)如下：
（1）俯采坡度大（最大為18.5度）；轉(zhuǎn)采坡度大（最大為22度）。
(2)旋轉(zhuǎn)開(kāi)采時(shí)下機(jī)頭不動(dòng)，頂板壓力增大，支護(hù)難以及輸送機(jī)下竄等難題。
(3)旋轉(zhuǎn)開(kāi)采角度大（設(shè)計(jì)為99度），實(shí)際達(dá)105度。如此條件在雞西礦業(yè)集團(tuán)所屬煤礦屬于首次開(kāi)采。
(4)旋轉(zhuǎn)工作面不等長(zhǎng)（最長(zhǎng)為176米，最短為172米）。
(5)旋轉(zhuǎn)開(kāi)采開(kāi)始前，結(jié)束后工作面不等長(zhǎng)。開(kāi)采前為169米；結(jié)束后為162-164米。
(6)旋轉(zhuǎn)開(kāi)采前上，下巷標(biāo)高為上高下低（工作面坡度為8度）。結(jié)束后標(biāo)高為下高上低（工作面坡度為17度）。
(7)旋轉(zhuǎn)開(kāi)采后期，工作面長(zhǎng)度的確定、支架數(shù)量的確定以及液壓支架、刮板輸送機(jī)下竄問(wèn)題。
4、主要回采工藝和應(yīng)解決的問(wèn)題
雖然面臨如此多的困難。但是為了保證回采的順利進(jìn)行，作為煤礦工程的技術(shù)負(fù)責(zé)人，本著邊開(kāi)采，邊總結(jié)和以往的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)；對(duì)該工作面的采煤工藝和回采過(guò)程中的難題做以詳細(xì)的分析和解決。
該工作面的回采分為俯采階段、旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備階段、旋轉(zhuǎn)階段、平推階段和調(diào)正階段五部分（見(jiàn)圖例1）。現(xiàn)就各個(gè)階段開(kāi)采過(guò)程所面臨的難題和解決方法分別做以分析和介紹。
（1）俯采傾角大（最大為18.5度），旋轉(zhuǎn)開(kāi)采時(shí)上巷達(dá)22度。 當(dāng)工作面的俯采坡度達(dá)到12度以上時(shí)，工作面以無(wú)法正常進(jìn)行推溜作業(yè)（推移刮板輸送機(jī)時(shí)，刮板立起）。達(dá)到15度以上時(shí)采煤機(jī)就會(huì)發(fā)生傾倒脫離機(jī)道。無(wú)法正常割煤作業(yè)。真對(duì)無(wú)法正常推移輸送機(jī)的難題，采取了壓柱推溜法見(jiàn)（圖例2），既用單體液壓支柱壓住推拉頭進(jìn)行推移輸送機(jī)。此種工藝在實(shí)際工作中取得了成功。真對(duì)采煤機(jī)傾倒脫離機(jī)道，無(wú)法正常割煤、刮板輸送機(jī)無(wú)法正常運(yùn)煤的難題。在采煤機(jī)割煤前采取了支架前梁吊溜法，見(jiàn)（圖例3）。既用鏈條鎖住支架前梁和刮板；升起前梁將刮板輸送機(jī)吊起，同時(shí)刮板輸送機(jī)下方進(jìn)行墊貨，將輸送機(jī)墊平，然后采煤機(jī)進(jìn)行割煤作業(yè)。見(jiàn)（圖例4）從而解決了采煤機(jī)無(wú)法正常割煤作業(yè)和運(yùn)輸機(jī)無(wú)法正常運(yùn)煤。確保了綜采工作面實(shí)現(xiàn)割煤、運(yùn)煤、移架、推溜正規(guī)循環(huán)作業(yè)所面臨的難題。
（2）由于旋轉(zhuǎn)開(kāi)采時(shí)輸送機(jī)下機(jī)頭長(zhǎng)時(shí)間不動(dòng)，頂板壓力將增大。超前壓力大大提前。真對(duì)這一情況，工作面下隅角切頂線(xiàn)采用了單體柱堆積支護(hù)頂板和俯采防捕矸等安全措施，超前支護(hù)采用三排柱管理頂板，壓力大的地點(diǎn)采用對(duì)柱管理，確保20米范圍內(nèi)的支護(hù)安全。真對(duì)輸送機(jī)下機(jī)頭下竄的問(wèn)題，做到旋轉(zhuǎn)開(kāi)采前，調(diào)整工作面的開(kāi)采方向，將下機(jī)頭前推與煤壁在同一平面內(nèi)（見(jiàn)圖例1）既旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備階段。將平順刮板輸送機(jī)靠近煤壁，保證工作面正常運(yùn)煤。為防止下機(jī)頭下竄問(wèn)題留有一定的空間，同時(shí)調(diào)整工作面架型，防止下機(jī)頭下竄。
（3）旋轉(zhuǎn)開(kāi)采角度大（設(shè)計(jì)為99度）。實(shí)際開(kāi)采時(shí)達(dá)到105度。由于長(zhǎng)時(shí)間旋轉(zhuǎn)開(kāi)采，工作面的工程質(zhì)量面著新的問(wèn)題，工作面上出口需要不斷地進(jìn)刀，每切割一刀煤長(zhǎng)度相差20米；工作面進(jìn)4個(gè)循環(huán)割一通刀。并不斷調(diào)整工作面的架型，保證支架直，刮板輸送機(jī)直，煤壁直。同時(shí)上巷旋轉(zhuǎn)推進(jìn)到一定進(jìn)度，下巷需要推進(jìn)一個(gè)循環(huán)，以防止頂板壓力過(guò)度集中在下部支架，將下部支架壓靠。所以旋轉(zhuǎn)開(kāi)采時(shí)下機(jī)頭不是原地不動(dòng)。而是開(kāi)采前留有一定的余量（12米），同時(shí)防止旋轉(zhuǎn)開(kāi)采結(jié)束后上機(jī)頭和上部支架頂?shù)矫罕诙鵁o(wú)法正常開(kāi)采。
（4）由于旋轉(zhuǎn)工作面不等長(zhǎng)（最長(zhǎng)為176米，最短為172米），采煤機(jī)割煤至上巷將會(huì)出現(xiàn)切割不透的情況，真對(duì)這一情況采取了增加刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度，提高了回采率，真對(duì)上巷頂板支護(hù)采取了四對(duì)八梁配合單體柱邁步支護(hù)頂板的方法。既解決了空頂難題，同時(shí)又保證了采煤機(jī)割煤?？梢噪S時(shí)根據(jù)工作面的長(zhǎng)度變化，調(diào)整刮板輸送機(jī)的長(zhǎng)度。
（5）由于旋轉(zhuǎn)結(jié)束后工作面的長(zhǎng)度縮短到162-164米，所以根據(jù)這一情況，必須提前進(jìn)行旋轉(zhuǎn)開(kāi)采（提前12米，前面以提到），通過(guò)調(diào)整刮板輸送機(jī)上部的長(zhǎng)度保證了工作面的正常旋轉(zhuǎn)開(kāi)采。
（6）由于旋轉(zhuǎn)開(kāi)采前上、下巷標(biāo)高為上高下低（工作面坡度為8度）。結(jié)束后標(biāo)高為下高上低（工作面坡度為17度）。給工作面運(yùn)輸帶來(lái)了新的難題，真對(duì)這一情況在上巷提前敷設(shè)了運(yùn)輸系統(tǒng)（平順刮板運(yùn)輸機(jī)，膠帶運(yùn)輸機(jī)）。當(dāng)工作面刮板輸送機(jī)運(yùn)輸困難時(shí)改變運(yùn)輸系統(tǒng)，既由下巷運(yùn)輸改為上巷運(yùn)輸；同時(shí)改變通風(fēng)系統(tǒng)，既由下巷入風(fēng)，上巷回風(fēng)改為上巷入風(fēng)，下巷回風(fēng)（解決了工作面下行風(fēng)的問(wèn)題）；同時(shí)改變供電系統(tǒng)，既供電線(xiàn)路改到上巷。
（7）由于旋轉(zhuǎn)開(kāi)采后期，必須確定工作面實(shí)際長(zhǎng)度和支架的數(shù)量。因?yàn)樾D(zhuǎn)開(kāi)采時(shí)工作面最長(zhǎng)為176米，所以在這一時(shí)期采取工作面整體平推，將刮板輸送機(jī)縮短，同時(shí)確定下部頭臺(tái)支架的最佳位置。然后在工作面調(diào)正階段繼續(xù)旋轉(zhuǎn)工作面上部，進(jìn)一步調(diào)整刮板輸送機(jī)的合理長(zhǎng)度，確定支架的實(shí)際數(shù)量（多余支架由下巷軌道裝車(chē)送出最多撤出2臺(tái)支架）。至此整個(gè)綜采工作面大傾角俯采、旋轉(zhuǎn)回采結(jié)束。
5、結(jié)論
經(jīng)過(guò)實(shí)踐，俯采階段和旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備階段，該綜采工作面月產(chǎn)平均達(dá)到5萬(wàn)噸的水平；旋轉(zhuǎn)回采階段月產(chǎn)達(dá)到4萬(wàn)噸的水平。實(shí)行證明，綜采工作面大傾角俯采，旋轉(zhuǎn)回采是可行的。為提高我國(guó)綜合機(jī)械化采煤工作面在復(fù)雜條件的開(kāi)采提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。值得其他兄弟煤礦介薦和應(yīng)用。
