“实中心旋转,弧形甩面法”在综采工作面的应用

【摘 要】通过比较两种旋转回采工艺的优缺点，确定工作面的旋转回采工艺，应用此工艺解决了工作面在旋转回采期间爬架、挤架、歪架等技术难题，为类似条件下的工作面开采提供参考。

【关键词】实中心旋转；弧形甩面；断层保护煤柱；支架状态

1 Ⅱ3118工作面概况

石台煤矿Ⅱ3118工作面位于Ⅱ1采区下部，左为Ⅱ3117工作面未开采区，右为Fj2断层，上为Ⅱ3116采空区，下为未开采区，该工作面走向长364m，斜长152m，煤层倾角平均15°。工作面煤层赋存较稳定，煤厚平均4.15m，煤层顶部普遍受岩浆岩侵蚀蚀变为火成岩及天然焦的混合体。

2 工作面布置情况

该工作面布置时，为了多回收Fj2断层保护煤柱，采取机巷超前风巷100m布置，回采过程中必须以机头为中心进行旋转回采，确保机巷超前风巷的距离合理。Ⅱ3118工作面平面图如下图1所示。根据工作面煤层赋存情况、顶底板岩性等，采煤工艺定为轻型支架综采放顶煤采煤法。

图1 Ⅱ3118工作面平面图

3 旋转回采方法的确定

3.1 旋转回采概述

旋转采煤法有两种，一种是实中心旋转法，另一种是虚中心旋转法，这两种方法差异很大。前者在回采过程中，工作面一端固定不动，另一端向前推进，回采区域呈扇形；而后者在回采过程中，工作面两端均向前推进，但推进速度不同，一端较快，而另一端较慢。工作面围绕一个假想的圆心旋转。

3.2 旋转回采方法的选择

实中心旋转调斜开采工艺过程如图2所示，O点为旋转中心，在工作面推进过程中，该点一直保持不动。而工作面的另一端则由B点逐渐推进至A点。在此过程中，工作面每推进一段距离，就会围绕O点旋转一个角度α。采煤机割完调斜前的最后一刀煤时，旋转中心O端停移输送机，另一端则移够一个截深，并将输送机调成一条直线，然后采煤机割煤，每刀割煤都是一个小三角形。即：α=arctanB/L。式中L代表工作面长度，单位是米；B代表采煤机截深，单位也是米。在这里，工作面长度为152 m，截深B为0.5 m，因此每调斜循环工作面的调斜角α=arctan0.5/152=0.2°。

图2 旋转示意图

实中心调斜的优点是工艺简单，不损坏设备，缺点是调斜范围较小，且中心附近顶板管理困难，这是因为旋转端至中心移架步距逐渐变小，中心附近的顶板会反复受到支撑和卸压，顶板岩石容易破碎。

虚中心旋转是将旋转中心保持一定的前移量，避免工作面在此处长时间不推进，顶板、煤壁难以维护的问题。

综合分析以上两种旋转回采方法，结合Ⅱ3118工作面具体地质条件分析如下：

（1）Ⅱ3118工作面机巷超前风巷100m布置，若采用实中心旋转，较短时间内便能将工作面甩至正常位置，但旋转过程中支架状态不易控制，容易出现挤架、咬架、歪架等现象。

（2）工作面若采用虚中心旋转，机头、机尾各按一定的比例向前推进，工作面甩至正常位置则需要较长时间。

经过以上分析，为了提高工作面效率，加快推进速度，确定Ⅱ3118工作面采用以机头为实中心进行旋转回采。

4 旋转回采工艺

本次旋转回采采取在工作面中间偏下段进行加刀割出弧形，此种“实中心旋转、弧形甩面法”的优点是在整个旋转回采过程中，由于工作面的煤壁具有一定的弧度，支架的状态良好，不会发生挤架、咬架事故。具体的实中心旋转、弧形甩面示意图如下图所示：

图3 Ⅱ3118工作面“实中心旋转、弧形甩面”示意图

工艺流程如下：

（1）弧形回采阶段：煤机从60#架50#架80#架40#架100#架20#架机尾。

（2）调整阶段：机尾机头机尾，机头原则不动，只进行调架。

（3）甩采阶段：分别从工作面20#、28#、36#、44#、52#、60#、68#、76#、84#、92#、100#、108#、116#对机尾加刀。

工作面抵车移架顺序严格按照自上而下的顺序，保持输送机具有一定的下滑趋势。

5 结束语

工作面旋转回采至预定位置OB后，机巷超前风巷15m，大车与转载机搭接合理，旋转回采结束。工作面保持正常推进，整个回采过程中，工作面没有发生因咬架、挤架、爬架而影响生产的事故，取得了较好的经济效益和社会效益。

实践证明，“实中心旋转、弧形甩面法”成功地解决了生产中的诸多难题，如回采过程中的挤架、咬架的问题，为工作面顺利开采提供了保证。另外，该法还可以减少保护煤柱的留设量，增加煤炭资源回收率。经计算，使用该法进行调斜开采，Ⅱ3118工作面多采出煤炭5万多吨，位企业增加的经济效益超过4000万元，具有很强的推广应用价值。

参考文献

[1]王庆稳，孙益建，闫德科.大倾角综采工作面旋转回采技术与实践[J].煤炭技术，2008（3）.

作者简介：

倪进锁（1966-），男，安徽无为人，工程师，1988年毕业于北京煤校，现在淮北矿业石台煤矿从事生产技术管理工作。