综采工作面过大转角回采技术研究与应用报告.docx

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综采工作面过大转角回采技术研究与应用报告

郑州煤炭工业（集团）有限责任公司超化煤矿

综采工作面过大转角回采

技术研究与应用

研

究

报

告

二零一一年二月

目　　录

1概况…………………………………………………………2

2问题的提出…………………………………………………2

3　方案的实施……………………………………………………3

3.123071A轨道巷、皮带巷扩修方案……………………3

3.2扩修支护规格说明…………………………………………4

3.3扩修安全技术措施…………………………………………4

4工作面调斜及过转角技术……………………………………6

4.1工作面调斜及过转角方案………………………………6

4.2调斜安全技术措施………………………………………8

4.3设备技术管理……………………………………………10

5关键技术和创新点…………………………………………11

6试验效果……………………………………………………11

7项目经济效益和社会效益…………………………………11

7.1经济效益评价……………………………………………11

7.2社会效益…………………………………………………12

8结论……………………………………………………………12

综采工作面过大转角回采技术研究与应用

1概况

23071A综采工作面，北部为井田边界保护煤柱和桑树岗断层保护煤柱及开新煤矿越界采空区，东部为井田边界煤柱，西部为未采动区，南部为原黄固寺六矿越界被淹采空区及崔庄断层。

工作面可采走向长400m，倾斜长140m，平均煤厚4.0m，夹矸厚度0.5～1.5m；煤容重1.45t/m3，可采储量27.6万t。

区内煤层赋存基本稳定，煤层结构简单，局部有夹矸（岩性：

泥岩或碳质泥岩）。

本区煤层整体处在一背斜构造西翼，煤层走向64～140°，倾向154～230°，倾角3～17°，呈现东缓西陡趋势；煤层呈西厚东薄、南厚北薄趋势。

因23071A工作面南部为原黄固寺六矿越界被淹采空区及崔庄断层，外段为桑树岗断层保护煤柱，根据煤层赋存情况，为了最大限度提高回收煤炭资源，工作面停采线向里130m处转弯30°。

通过该项目的有效实施，工作面在过30°转角时不停产的情况下，截止2010年7月底综采工作面过完大转角，比原计划提前11天，多生产煤炭3.3万吨，为集团公司创造经济效益165万元。

同时给综采工作面过大转角积累了丰富的经验技术。

2问题的提出

1、根据井田边界及地质条件的实际情况，设计的23071A综采工作面转弯30°（图1），过转角前轨道巷、皮带巷转角等地点需要撕帮扩修，定扩修位置和工程量。

2、当过转角时工作面设备、支架需要调斜。

3、当过转角时前、后部运输机与转载机搭接运煤成了难点。

4、当过转角时转载机不能正常行走，转载机与顺槽皮带运输机搭接运煤成了难点。

3方案的实施

3.123071A轨道巷、皮带巷扩修方案

23071A皮带巷转载机长度取40m，经虚中心调斜及转载机与皮带运输机搭接运煤过转角计算、模拟比较，为了减小转载机机头与皮带运输机机尾搭接夹角，工作面需调斜且工作面液压支架、设备向上移，所以需对以下地点进行扩修（图2）：

1、需对23071A皮带巷30°转角点进行扩修，工程量50m，转角点向外扩修35m，向里扩修15m；向下帮撕帮，撕帮0～5m。

2、需对皮带巷转点向里6m处向里进行扩修，工程量54m，撕帮1～3m。

3、需对23071A轨道巷30°转角点进行扩修，工程量24m，转点向外扩修12m，向里扩修12m；向上帮撕帮0～3m。

4、需对轨道巷转点向里30m处向里进行扩修，工程量44m，撕帮1.5m。

4、皮带巷转载机机头距转点25m时工作面开始调斜，转载机机头至转点时工作面调斜角度达到13°，皮带巷比轨道巷滞后18m。

5、扩修前先将原支护29＃U型钢支护替换成工字钢棚，而后再进行撕帮扩修，撕帮扩修后，由于支护面积较大，要对扩修后的工字钢棚进行打抬棚加固，抬棚保证一梁三柱，间距0.8m。

3.2扩修支护规格说明

扩修使用2.8×4m/2.8×5.5m（腿×梁）工字钢对棚支护，手镐刷帮挑顶，椽子配合荆芭打帮护顶，棚距0.5m，每棚打四根撑杆，撑杆分别打在梁上距梁端0.3m和腿上端头距梁口0.5m处，并形成一条直线，采用编织网配合椽子背帮打顶，椽子间距为300～350mm，编织网搭接长度不得小于100mm，每200mm绑扎一道，每棚椽子28～32根。

3.3扩修安全技术措施

1、施工前，把所需要的钎椽、荆芭、椽子、工字钢等材料运到施工地点，并分类码放整齐，不得影响道路畅通。

必须备足钎椽、荆笆等材料，以便巷道顶部掉煤（矸）时及时采取措施进行处理，并分类码放在巷道一侧，不得堵塞巷道影响后路畅通。

2、施工前，必须严格执行敲帮问顶制度，及时去除隐患，顶板活时要采取挺杄椽的办法进行超前支护，钎椽挺入深度不小于600mm，杄椽间距300mm，作业负责人可根据现场实际情况适当调整，防止冒顶事故。

3、作业负责人负责对此段巷道5m范围的支护状况进行检查，发现烂帮、漏顶等不安全隐患要及时加固处理，对不合格的棚要及时加强支护或提前更换。

4、施工前，将电缆、水管、风管、探头监测线路、高压管路、回液管路、照明线路、瓦斯排放管等用铁水槽加以防护，在皮带运输机上放上过桥，以便保证扩修人员安全和防止煤（矸）直接掉到皮带，损坏设备。

5、施工前先对顶板是煤的巷道提前进行注水，注水每3棚在巷道帮、顶布置3个注水孔，每组间距3m，眼深不低于4m，注水人员要控制好注水量，以巷道帮、顶渗水为止。

6、撕帮过程中，要逐渐撕帮增宽，严格按中线施工。

7、施工时，要加强顶板管理，超前空顶距使用2道前探梁装置，并用木屑将前探梁背紧。

8、替棚时，先在29#U型钢间掏梁窝、柱窝，在架新支架，升梁时至少4人现场作业，两人扶稳梁或腿，一人升单体柱以保证稳平有力，一人观山，严禁单独作业。

9、套好新支架后，先用单体柱顶紧29#U型钢梁，后挖柱窝回出29#U型钢腿，最后回出29#U型钢梁。

下梁前先用荆芭、椽子护好顶，方可下梁，下梁时必须有两人扶好梁，一人慢慢放单体柱，一人观山。

10、替棚后，顶帮必须背紧、背严、严禁出现空顶、空帮现象，柱棚腿必须站正，迎山适中，支撑有力，扩修过程中，支架严禁有空帮空顶现象，所架设支架必须抓帮接顶，否则必须用木鞋或木楔背紧背牢。

11、综采队每班指定一名作业负责人负责监护作业，上、下梁时，作业负责人要进行警戒，严禁人员通过。

12、替棚期间、上下梁时要与皮带司机及时联系，互相配合，防止因为开动皮带造成伤人事故。

13、架设或拆除支架时，在一架未完工前，不得中止工作，拆换支架时的工作连续进行，如果不连续施工，每次工作结束前，必须接顶封帮，确保工作地点的安全。

替换下的旧支架要及时抬离施工地点，并分类码放整齐，不得影响后路畅通。

14、替棚后，要在工字钢上打抬棚或点柱，防止因压力过大，造成工字钢棚歪、旋等。

掉落的浮煤（矸）及各种杂物，及时清理，保证通风断面及巷道文明生产。

15、施工现场安全负责人对当班的工程质量及安全负责，并且携带瓦斯便携仪，按照规定悬挂在距施工迎头3m以内，监测瓦斯情况，瓦斯浓度达到0.8%时，必须停止作业进行处理。

16、综采队与机电二队紧密结合，在保证正常生产的情况下，配合综采队调整皮带运输机。

4工作面调斜、过转角技术

4.1工作面调斜及过转角方案

23071A皮带巷转载机长度取40m，经虚中心不规则扇形调斜及转载机与皮带运输机搭接运煤过转角计算、模拟比较，为了减小转载机机头与皮带运输机机尾搭接夹角，工作面需调斜且工作面逐渐向上移，调采用两个圆心调斜，工作面距转点65m开始调斜。

第一次采用圆心1调斜，转载机机头距转点25m开始调斜（图3、4），采煤机在机尾与机头采用3：

2的方法推进，即机尾三刀半推进1.8m，机头推进二刀1.2m的方法。

因此，机尾推进41m，机头推进25m，转载机机头至转点时皮带巷滞后轨道巷18m，工作面调斜13°，工作面液压支架逐渐向上移2.50m。

采用圆心2调斜，转载机机头至转点实施第二次调斜，采煤机同上在机尾与机头采用3：

2的方法推进，机尾推进65m，机头推进40m，工作面调斜13°～30°，工作面液压支架逐渐向下移2.5m工作面至转点时，工作面推正，转角过完。

4.2调斜安全技术措施

1、工作面距转点40m时，工作面调斜13°，皮带巷滞后轨道巷18m，工作面运输机向上靠2.5m，做好设备搭接管理。

2、工作面调采调斜期间，必须加强支架调整工作，防止出现支架倾斜、倒架、挤架、咬架现象，加强设备搭接管理，根据前、后部运输机与转载机搭接情况，确定推溜移架顺序，保证设备搭接合理。

3、工作面调采期间支架必须升足达到初撑力，及时移架，移架要迅速做到少降快移，需要超前支护时的必须及时拉架支护，防止造成冒顶事故。

4、调采期间必须加强机头处顶板支护质量，抬棚支设迎山有力，支柱初撑力达到50KN。

5、工作面过转角调斜期间支架必须升足达到初撑力，及时移架，移架要迅速做到少降快移，需要超前支护时的必须及时拉架支护，防止造成冒顶事故。

6、工作面过转角调斜期间要加快机尾推进速度，加强机头、机尾顶板支护和工程质量管理。

7、工作面过转角调斜过程中，根据机头推进调整工作面，要注意机头超前支护和液压支架的搭接，在顺序调斜和下付巷调斜最大距离过程中，专门安排有经验老工人拉端头架，禁止机头超前支护脱耙头；机尾在循序调斜和轨道巷调斜至最大距离过程中，专门安排有经验老工人拉端头架，机尾过调斜最大距离时，调斜过程中尽量避免脱耙头现象，施工中加强顶板管理。

8、采煤机过机头和机尾时，采煤机司机必须及时发出信号，严禁滚筒附近有人员作业，安全出口内的单体柱和网片要提前处理，安排专人时刻注意顶板情况。

9、皮带巷在过薄煤区采煤机割碴时，滚筒工作时前后5m内不准有人，严禁飞矸伤人。

采煤机司机要集中精力，出现异常，立即停机处理，顶板较活时必须降低采高，必要时及时打设闭帮柱，及时检查滚筒截齿磨损情况，需要更换时必须及时进行更换。

10、工作面过转角调斜期间，跟班支架工要巡视推移杆销子、挡片、联结耳的完好情况，发现脱落、变形的要立即进行处理，机修工要每班查看前后部运输机连接和链条松紧情况。

11、工作面过转角调斜期间，机电二队要密切配合综采队，根据现场情况调整皮带运输机。

12、工作面过转角调斜期间，瓦检工和安监人员，不断巡视工作面瓦斯、水、顶板等情况。

13、调斜工作面后，两端头支护按照原规程端头支护以0.8m的间距增设一排，以保证对顶板的支护效果。

14、在调斜工作面作业期间，必须由跟班队长进行现场指挥，协调作业。

15、在调斜工作面作业时，验收员必须在现场把关，监督施工质量和安全。

16、控制好下出口端头架是整个工作面工程的关键，要保证工作面最下端处于巷内呈水平状的第一架支架的架设质量。

17、坚持顺序上行移架、带压移架、擦顶移架、移后调架的原则，要一次移够，不要反复升降，频繁调架。

18、升架前一般将下侧护板伸出，使支架垂直顶板或有一定迎山角，然后按顺序升柱。

要控制好采高，发现支架有倒、歪、咬现象时要及时处理。

19、处理支架倒、歪、咬用单体柱时，必须在单体柱上下垫木鞋，升柱时操作人员远距离操作，防止打滑伤人。

4.3设备技术管理

1、为了减小转载机与皮带运输机搭接角度，转载机机尾向上靠1～2.5m，转载机机头以11°向下帮靠1～2.5m，第五部皮带机机尾以6°向下帮调方向，经过对转载机和皮带运输机的调整，转载机机头与皮带运输机机尾搭接夹角13°。

2、最大限度的缩短拐弯里的第五部皮带，当第五部皮带无法缩短时（21m），采取拆除第五部皮带机头和第四部皮带机尾，向里拔第四部皮带，使第四部皮带与第五部皮带机尾对接。

3、调整工作面工程和设备管理，采用从下向上推移前部输送机，使前部输送机向上移，而后再调整转载机与前后部输送机的搭接，转载机机尾向上帮靠，机头向下帮靠，这样转载机机头向下帮斜，减小与皮带搭接角度。

4、在转载机机头与皮带机尾搭接处安装挡流煤设施，维护好挡流煤设施，。

5、经过一系列的工程准备和设备调整，克服困难，在不影响生产的前提下历经19天30°大转角过完，为今后的综采工作面过大转角积累了保贵经验。

6、过转角调斜期间加强设备搭接管输送机与转载机搭接情况，根据实际情况调整推溜顺序，保证设备搭接合理，确保生产任务。

5关键技术和创新点

1、工作面过30°转角，转载机过转角是关键技术，经过工作面调斜，设备调整，在不影响生产的情况下，顺利过完转角。

2、工作面调斜，调整割煤、推溜顺序等，为今后的工作面调斜积累了宝贵经验。

3、过转角提前做好扩修工程，经过对设备的调整，降低了机电设备事故率。

4、工作面过转角回采技术，减少了综采工作面搬家次数，节省了人力、财力，有效缓解了矿井接替。

6试验效果

23071A工作面过转角回采中，通过对工作面调斜、巷道扩修、设备管理等一系列的过转角技术的探索和技术应用，实现了在特殊条件下安全回采，解决了矿井产量问题，有效缓解生产接替，增加了经济效益，为矿井在布置不规则工作面回采时提供成功经验。

截止2010年7月底综采工作面过完大转角，比原计划提前11天，为集团公司创造经济效益165万元。

7项目经济效益和社会效益

7.1经济效益评价

23071A工作面经过工程准备、设备调整和工作面调斜，超计划11天完成综采工作面过大转角，创造经济效益165万元。

7.2社会效益

矿井在接替紧张的情况下，地质条件复杂，通过对工作面的调斜、调整推溜技术的应用、设备的管理，成功过转角，积累了宝贵经验，提高了煤炭回收率。

23071A工作面过30°转角的成功经验，具有良好的推广的价值。

8结论

通过对综采工作面过大转角回采技术的研究与应用，为矿井以后接替紧张情况下，布置不规则工作面过转角回采提供依据，该技术可供大中型矿井借鉴。