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
來源：不詳
1、引言
我國北方，是中國煤炭的老工業(yè)區(qū)，多數(shù)礦井的開采服務(wù)年限已達半個世紀(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)在改革開放初期為我國的煤炭事業(yè)做出了突出的貢獻。
東山煤礦至九十年代進入三水平以來，隨著開采深度的增加，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，頂板破碎，礦壓增大，瓦斯含量增加。為綜采工作面設(shè)置帶來了很大困難。為了保證綜采工作面的可開采儲量，減少搬家次數(shù)。因此大傾角俯采、轉(zhuǎn)采工作面的開掘勢在必行。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
東山煤礦一六三綜采隊所開采的下東采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：
1、避開大斷層，減少工作面因過斷層所造成的設(shè)備損壞、安全無保證、煤質(zhì)下降以及洗煤困難等不利因素。
2、增加了回采儲量（工業(yè)儲量為46萬噸，回采儲量為44萬噸），從而延長開采時間，避免了工作面頻繁搬家，降低不必要的勞動成本和勞動強度。
3、增加了煤炭的回收率，減少了掘進工程量，從而提高了企業(yè)的效率。
3、該綜采工作面存在的問題
雖然該工作面具有如此多的優(yōu)點，但所面臨的眾多回采難題是必須要解決的。具體難點如下：
（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)開采時下機頭不動，頂板壓力增大，支護難以及輸送機下竄等難題。
(3)旋轉(zhuǎn)開采角度大（設(shè)計為99度），實際達105度。如此條件在雞西礦業(yè)集團所屬煤礦屬于首次開采。
(4)旋轉(zhuǎn)工作面不等長（最長為176米，最短為172米）。
(5)旋轉(zhuǎn)開采開始前，結(jié)束后工作面不等長。開采前為169米；結(jié)束后為162-164米。
(6)旋轉(zhuǎn)開采前上，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)開采后期，工作面長度的確定、支架數(shù)量的確定以及液壓支架、刮板輸送機下竄問題。
4、主要回采工藝和應(yīng)解決的問題
雖然面臨如此多的困難。但是為了保證回采的順利進行，作為煤礦工程的技術(shù)負責(zé)人，本著邊開采，邊總結(jié)和以往的實際工作經(jīng)驗；對該工作面的采煤工藝和回采過程中的難題做以詳細的分析和解決。
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（見圖例1）?，F(xiàn)就各個階段開采過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)開采時上巷達22度。 當(dāng)工作面的俯采坡度達到12度以上時，工作面以無法正常進行推溜作業(yè)（推移刮板輸送機時，刮板立起）。達到15度以上時采煤機就會發(fā)生傾倒脫離機道。無法正常割煤作業(yè)。真對無法正常推移輸送機的難題，采取了壓柱推溜法見（圖例2），既用單體液壓支柱壓住推拉頭進行推移輸送機。此種工藝在實際工作中取得了成功。真對采煤機傾倒脫離機道，無法正常割煤、刮板輸送機無法正常運煤的難題。在采煤機割煤前采取了支架前梁吊溜法，見（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吊起，同時刮板輸送機下方進行墊貨，將輸送機墊平，然后采煤機進行割煤作業(yè)。見（圖例4）從而解決了采煤機無法正常割煤作業(yè)和運輸機無法正常運煤。確保了綜采工作面實現(xiàn)割煤、運煤、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)開采時輸送機下機頭長時間不動，頂板壓力將增大。超前壓力大大提前。真對這一情況，工作面下隅角切頂線采用了單體柱堆積支護頂板和俯采防捕矸等安全措施，超前支護采用三排柱管理頂板，壓力大的地點采用對柱管理，確保20米范圍內(nèi)的支護安全。真對輸送機下機頭下竄的問題，做到旋轉(zhuǎn)開采前，調(diào)整工作面的開采方向，將下機頭前推與煤壁在同一平面內(nèi)（見圖例1）既旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備階段。將平順刮板輸送機靠近煤壁，保證工作面正常運煤。為防止下機頭下竄問題留有一定的空間，同時調(diào)整工作面架型，防止下機頭下竄。
（3）旋轉(zhuǎn)開采角度大（設(shè)計為99度）。實際開采時達到105度。由于長時間旋轉(zhuǎn)開采，工作面的工程質(zhì)量面著新的問題，工作面上出口需要不斷地進刀，每切割一刀煤長度相差20米；工作面進4個循環(huán)割一通刀。并不斷調(diào)整工作面的架型，保證支架直，刮板輸送機直，煤壁直。同時上巷旋轉(zhuǎn)推進到一定進度，下巷需要推進一個循環(huán)，以防止頂板壓力過度集中在下部支架，將下部支架壓靠。所以旋轉(zhuǎn)開采時下機頭不是原地不動。而是開采前留有一定的余量（12米），同時防止旋轉(zhuǎn)開采結(jié)束后上機頭和上部支架頂?shù)矫罕诙鵁o法正常開采。
（4）由于旋轉(zhuǎn)工作面不等長（最長為176米，最短為172米），采煤機割煤至上巷將會出現(xiàn)切割不透的情況，真對這一情況采取了增加刮板輸送機的長度，提高了回采率，真對上巷頂板支護采取了四對八梁配合單體柱邁步支護頂板的方法。既解決了空頂難題，同時又保證了采煤機割煤?？梢噪S時根據(jù)工作面的長度變化，調(diào)整刮板輸送機的長度。
（5）由于旋轉(zhuǎn)結(jié)束后工作面的長度縮短到162-164米，所以根據(jù)這一情況，必須提前進行旋轉(zhuǎn)開采（提前12米，前面以提到），通過調(diào)整刮板輸送機上部的長度保證了工作面的正常旋轉(zhuǎn)開采。
（6）由于旋轉(zhuǎn)開采前上、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）。給工作面運輸帶來了新的難題，真對這一情況在上巷提前敷設(shè)了運輸系統(tǒng)（平順刮板運輸機，膠帶運輸機）。當(dāng)工作面刮板輸送機運輸困難時改變運輸系統(tǒng)，既由下巷運輸改為上巷運輸；同時改變通風(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)的問題）；同時改變供電系統(tǒng)，既供電線路改到上巷。
（7）由于旋轉(zhuǎn)開采后期，必須確定工作面實際長度和支架的數(shù)量。因為旋轉(zhuǎn)開采時工作面最長為176米，所以在這一時期采取工作面整體平推，將刮板輸送機縮短，同時確定下部頭臺支架的最佳位置。然后在工作面調(diào)正階段繼續(xù)旋轉(zhuǎn)工作面上部，進一步調(diào)整刮板輸送機的合理長度，確定支架的實際數(shù)量（多余支架由下巷軌道裝車送出最多撤出2臺支架）。至此整個綜采工作面大傾角俯采、旋轉(zhuǎn)回采結(jié)束。
5、結(jié)論
經(jīng)過實踐，俯采階段和旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備階段，該綜采工作面月產(chǎn)平均達到5萬噸的水平；旋轉(zhuǎn)回采階段月產(chǎn)達到4萬噸的水平。實行證明，綜采工作面大傾角俯采，旋轉(zhuǎn)回采是可行的。為提高我國綜合機械化采煤工作面在復(fù)雜條件的開采提供了寶貴的經(jīng)驗。值得其他兄弟煤礦介薦和應(yīng)用。
我國北方，是中國煤炭的老工業(yè)區(qū)，多數(shù)礦井的開采服務(wù)年限已達半個世紀(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)在改革開放初期為我國的煤炭事業(yè)做出了突出的貢獻。
東山煤礦至九十年代進入三水平以來，隨著開采深度的增加，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，頂板破碎，礦壓增大，瓦斯含量增加。為綜采工作面設(shè)置帶來了很大困難。為了保證綜采工作面的可開采儲量，減少搬家次數(shù)。因此大傾角俯采、轉(zhuǎn)采工作面的開掘勢在必行。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
東山煤礦一六三綜采隊所開采的下東采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：
1、避開大斷層，減少工作面因過斷層所造成的設(shè)備損壞、安全無保證、煤質(zhì)下降以及洗煤困難等不利因素。
2、增加了回采儲量（工業(yè)儲量為46萬噸，回采儲量為44萬噸），從而延長開采時間，避免了工作面頻繁搬家，降低不必要的勞動成本和勞動強度。
3、增加了煤炭的回收率，減少了掘進工程量，從而提高了企業(yè)的效率。
3、該綜采工作面存在的問題
雖然該工作面具有如此多的優(yōu)點，但所面臨的眾多回采難題是必須要解決的。具體難點如下：
（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)開采時下機頭不動，頂板壓力增大，支護難以及輸送機下竄等難題。
(3)旋轉(zhuǎn)開采角度大（設(shè)計為99度），實際達105度。如此條件在雞西礦業(yè)集團所屬煤礦屬于首次開采。
(4)旋轉(zhuǎn)工作面不等長（最長為176米，最短為172米）。
(5)旋轉(zhuǎn)開采開始前，結(jié)束后工作面不等長。開采前為169米；結(jié)束后為162-164米。
(6)旋轉(zhuǎn)開采前上，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)開采后期，工作面長度的確定、支架數(shù)量的確定以及液壓支架、刮板輸送機下竄問題。
4、主要回采工藝和應(yīng)解決的問題
雖然面臨如此多的困難。但是為了保證回采的順利進行，作為煤礦工程的技術(shù)負責(zé)人，本著邊開采，邊總結(jié)和以往的實際工作經(jīng)驗；對該工作面的采煤工藝和回采過程中的難題做以詳細的分析和解決。
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（見圖例1）?，F(xiàn)就各個階段開采過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)開采時上巷達22度。 當(dāng)工作面的俯采坡度達到12度以上時，工作面以無法正常進行推溜作業(yè)（推移刮板輸送機時，刮板立起）。達到15度以上時采煤機就會發(fā)生傾倒脫離機道。無法正常割煤作業(yè)。真對無法正常推移輸送機的難題，采取了壓柱推溜法見（圖例2），既用單體液壓支柱壓住推拉頭進行推移輸送機。此種工藝在實際工作中取得了成功。真對采煤機傾倒脫離機道，無法正常割煤、刮板輸送機無法正常運煤的難題。在采煤機割煤前采取了支架前梁吊溜法，見（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吊起，同時刮板輸送機下方進行墊貨，將輸送機墊平，然后采煤機進行割煤作業(yè)。見（圖例4）從而解決了采煤機無法正常割煤作業(yè)和運輸機無法正常運煤。確保了綜采工作面實現(xiàn)割煤、運煤、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)開采時輸送機下機頭長時間不動，頂板壓力將增大。超前壓力大大提前。真對這一情況，工作面下隅角切頂線采用了單體柱堆積支護頂板和俯采防捕矸等安全措施，超前支護采用三排柱管理頂板，壓力大的地點采用對柱管理，確保20米范圍內(nèi)的支護安全。真對輸送機下機頭下竄的問題，做到旋轉(zhuǎn)開采前，調(diào)整工作面的開采方向，將下機頭前推與煤壁在同一平面內(nèi)（見圖例1）既旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備階段。將平順刮板輸送機靠近煤壁，保證工作面正常運煤。為防止下機頭下竄問題留有一定的空間，同時調(diào)整工作面架型，防止下機頭下竄。
（3）旋轉(zhuǎn)開采角度大（設(shè)計為99度）。實際開采時達到105度。由于長時間旋轉(zhuǎn)開采，工作面的工程質(zhì)量面著新的問題，工作面上出口需要不斷地進刀，每切割一刀煤長度相差20米；工作面進4個循環(huán)割一通刀。并不斷調(diào)整工作面的架型，保證支架直，刮板輸送機直，煤壁直。同時上巷旋轉(zhuǎn)推進到一定進度，下巷需要推進一個循環(huán)，以防止頂板壓力過度集中在下部支架，將下部支架壓靠。所以旋轉(zhuǎn)開采時下機頭不是原地不動。而是開采前留有一定的余量（12米），同時防止旋轉(zhuǎn)開采結(jié)束后上機頭和上部支架頂?shù)矫罕诙鵁o法正常開采。
（4）由于旋轉(zhuǎn)工作面不等長（最長為176米，最短為172米），采煤機割煤至上巷將會出現(xiàn)切割不透的情況，真對這一情況采取了增加刮板輸送機的長度，提高了回采率，真對上巷頂板支護采取了四對八梁配合單體柱邁步支護頂板的方法。既解決了空頂難題，同時又保證了采煤機割煤?？梢噪S時根據(jù)工作面的長度變化，調(diào)整刮板輸送機的長度。
（5）由于旋轉(zhuǎn)結(jié)束后工作面的長度縮短到162-164米，所以根據(jù)這一情況，必須提前進行旋轉(zhuǎn)開采（提前12米，前面以提到），通過調(diào)整刮板輸送機上部的長度保證了工作面的正常旋轉(zhuǎn)開采。
（6）由于旋轉(zhuǎn)開采前上、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）。給工作面運輸帶來了新的難題，真對這一情況在上巷提前敷設(shè)了運輸系統(tǒng)（平順刮板運輸機，膠帶運輸機）。當(dāng)工作面刮板輸送機運輸困難時改變運輸系統(tǒng)，既由下巷運輸改為上巷運輸；同時改變通風(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)的問題）；同時改變供電系統(tǒng)，既供電線路改到上巷。
（7）由于旋轉(zhuǎn)開采后期，必須確定工作面實際長度和支架的數(shù)量。因為旋轉(zhuǎn)開采時工作面最長為176米，所以在這一時期采取工作面整體平推，將刮板輸送機縮短，同時確定下部頭臺支架的最佳位置。然后在工作面調(diào)正階段繼續(xù)旋轉(zhuǎn)工作面上部，進一步調(diào)整刮板輸送機的合理長度，確定支架的實際數(shù)量（多余支架由下巷軌道裝車送出最多撤出2臺支架）。至此整個綜采工作面大傾角俯采、旋轉(zhuǎn)回采結(jié)束。
5、結(jié)論
經(jīng)過實踐，俯采階段和旋轉(zhuǎn)準(zhǔn)備階段，該綜采工作面月產(chǎn)平均達到5萬噸的水平；旋轉(zhuǎn)回采階段月產(chǎn)達到4萬噸的水平。實行證明，綜采工作面大傾角俯采，旋轉(zhuǎn)回采是可行的。為提高我國綜合機械化采煤工作面在復(fù)雜條件的開采提供了寶貴的經(jīng)驗。值得其他兄弟煤礦介薦和應(yīng)用。
