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探究复杂条件下综采工作面调斜开采技术与实践

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  摘 要:针对复杂条件下综采工作面调斜开采技术与实践工作进行分析,结合某煤矿工程实例,分析了该煤矿的复杂地形。结合这些内容,探讨了如何对复杂条件下综采工作面调斜开采技术进行优化,如调斜旋转技术,明确旋转半径和“虚心”,同时分析了工作面调斜技术实践。希望通过对这些内容的分析,能够为复杂条件下综采工作面调斜工作提供一定帮助。
  关键词:复杂条件;综采工作面;调斜开采;调斜旋转技术
  1 工程概况
  以某煤矿为例,该煤矿当中因为存在断层和采空区煤柱,导致该煤矿工作面巷道难以进行直线布置。该煤矿工作面主要是通过两个部分共同组成,分别为外段A工作面和内段B工作面。其中A工作面即将回采结束,在对该工作面进行前期开采过程中,还遗留两条空巷垂直穿越工作面,而这一空巷间煤柱的宽度为16m。与煤矿工作面相接近的回风巷外侧有一条断层,有2.8m的落差,这就对工作面的开采带来一定阻碍。在B工作面中,推进长度一共有880m,而工作面长度为113m,拐角的角度为25.22°。回踩巷道以及轨道巷断面高度分别为3.8m和3.4m,宽度大约为5m。顶板状况一般,该工作面采用的支护方式主要为锚-网-索+钢带。在工作面中,配备了采煤机和液压支架、工作面输送机等。
  对该工作面进行技术经济指标论证发现,调斜位置内过两条空巷,断层带破碎严重,顶板是复合层顶板,顶板不够完善,存在高瓦斯区域,通过一条盲巷。
  2 综采工作面调斜开采优化
  2.1 调斜旋转技术
  对中心点进行合理旋转,不但影响着调斜以及旋转的成败,同时也决定了方案经济技术指标。对于综采工作面而言,旋转方式分别为实心旋转以及虚心旋转。其中实心旋转技术主要是将输送机头作为旋转中心,这一方案优势就是旋转工作量比較小、工艺也相对简单,操作起来比较方便。但是这一方案在实施过程中,旋转中心端支架步距相对较小,支架对于顶板进行多次反复支撑,对顶板的管理产生不利影响,并且存在支架下滑和支架、输送机和钻转载机搭接困难等现象。虚心旋转方式主要是将调斜弧圆心当做旋转中心,这一方式优势在于,输送机机头和机尾之间协调前进,能够对旋转中心附近顶板管理情况进行有效改善。但是虚心旋转方式工艺比较复杂,很难对旋转参数以及旋转进度进行有效控制,同时还存在输送机和转载机大姐困难的问题。对其进行对比发现,以本工作面作为依据,该工程选择虚心旋转方式。
  2.2 明确旋转半径和“虚心”
  进行具体协调期间,头尾进度之间的比值为1:2,而旋转半径是工作面长度的2倍。对旋转“虚心”进行确定,主要是按照图1的方式。
  技术人员将调斜前后巷道进行连接,做一条平行于两者的直线,而这一直线到巷道之间的距离我们设置为L,然后将这两条直线之间的交点当成“虚心”设置为O,通过这一“虚心”顺着和工作面推进的方向作出相应的垂直直线,然后将其和工作面相交在A,B,C,D点上。其中AB作为调斜的开始线,而CD则为调斜结束线,主要关系如下列公式所示:
  AF=GF=AO×tan(α/2)=24.16(m),BI=DI=OBXtan(α/2)=50.56(m)。
  3 工作面调斜技术实践
  第一步是开帮,主要是在调斜形成圆弧形状的相帮,转弯位置对A巷道外侧位置进行开帮处理,将开帮量控制在0-2.8m之间,开帮的长度控制在50.6m。针对5801巷道内侧进行开帮处理,将开帮量控制在0.5.5m之间,而长度控制在98.8m。第二步是过空巷,在具体实施过程中,要确保溜尾比溜头滞后出5-10m的距离。和空巷相互接近时,则要对采高进行严格控制,避免因为采动而导致空巷顶板冒顶。第三步是加强对端头的支护,进行调斜开采过程中,扩帮会导致上下端头空顶面积加大,借助“4对8梁”技术对加强支护,梁长度为2.4m,保留关门柱子,保留1梁2柱,迈步前进。第四步,实施超前支护,在实施调斜开采期间,如果巷道的宽度在4m以上,而超前支护则变为3排,巷道超高位置或者顶板破碎位置一定要架设双梁和木抬棚,从而确保接顶的良好。借助1梁4柱,梁长度为6m错距为3m,单体液压支柱之间的间距为1.5m,主要作用点位于点距梁端的0.75m位置。
  4 结束语
  在上述煤矿复杂条件下,对调斜技术的实施进行科学规划,从而有效解决了施工过程中出现的问题,促使调斜开采工作获得成功。本研究显示,虚心旋转调斜方式,和实心调斜相比,能够有效防治支架的下滑,并且防止出现挤架和输送机转载机搭接困难问题出现,对顶板的管理起到重要作用。
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