CN109268013B - 一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺 - Google Patents

一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺,包括综采工作面,工作面走向长度1940m,倾向长度112~239m,工作面左右两侧分别设置有胶运顺槽和辅运顺槽,本发明设计合理,采用旋转开采布置和不规则梯形开采布置,制定旋转开采方案和安全技术措施,解决了不等长工作面旋转开采的技术难题,实现安全高效生产,工作面旋转开采角度60°,取得良好的效果,实现了安全高效工作面大角度旋转开采,采用双向割煤方式为合理方案,创新了开采工艺,达到了良好效果。

Description

一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺
技术领域
本发明涉及煤炭开采领域,特别是涉及一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺。
背景技术
安源煤矿4217工作面位于北翼二采区东部,工作面西侧为4216工作面采空区;东侧为矿井边界;北侧为矿井北边界;南侧为北翼二采区回风大巷;工作面北段靠近4214、4215、4216采空区。4217工作面开采Ⅳ-2煤层,煤层厚变化为2.2~3.1m,平均2.8m。该面煤层起伏变化不大,煤层倾角0~2°,平均1°,该工作面直接顶板为砂质泥岩,厚度4.0~10.0米,平均8.0米,灰色,泥质胶结,层状结构,性脆,易破碎产生裂隙;老顶以中粒砂岩为主,厚度9.0~19.2m,平均14.1m,局部裂隙发育,该面地质条件简单。为减少工作面搬家次数和多回收煤炭资源,根据具体地质条件,确定采用旋转开采布置和不规则梯形开采布置,制定旋转开采方案和安全技术措施,解决了不等长工作面旋转开采的技术难题,实现安全高效生产。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺。
本发明的一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺,包括综采工作面,工作面走向长度1940m,倾向长度112~239m,工作面左右两侧分别设置有胶运顺槽和辅运顺槽,具体开采工艺如下:
(1)工作面调斜:当工作面溜头推进至距拐点80m位置,工作面开始溜尾调斜推采,溜头与溜尾按1:2比例推进,溜头推进距胶运顺槽拐点60m位置,工作面调斜约9°,溜尾超前溜头40m,面长由调斜前的239m增大到241m,增加2.0m,工作面需延长2节溜槽,工作面溜尾侧推进至缩面位置;
(2)不等长工作面旋转开采:工作面胶运顺槽距离拐点60m时,缩撤面后进入旋转开采阶段,煤机采取双向割煤,机头、机尾先按照比例进行定线进尺,第一刀机头定线200mm,机尾定线800mm,煤机自溜尾向溜头截割;第二刀煤机自溜头直接斜切进刀截割至机尾,即机头定线为0mm,机尾定线800mm,依次重复上述步骤3次,第七刀通过增加机头进尺的方式,调整工作面支架和运输机的状态,每7刀为一个循环,最终工作面按照1:4的比例推采至旋转推采阶段结束,即胶运顺槽推进60m,辅运顺槽推进弧长240m,工作面胶运顺槽侧支架和运输机随着工作面旋转推进,整体向辅运顺槽侧外移,每推进一个循环外移距离约为1211mm,推进刀数计算:
N=D/F
式中,N--工作面旋转开采总进刀数;D--辅运顺槽弧长m;F--循环进尺,取0.8;
N=D/F=240/0.8=300(刀)
每循环进刀运输机和支架向机头方向外移距离计算:
S=7Lsin60°/N
式中,S--每循环进刀运输机和支架向机尾方向移动的距离m;L--胶运顺槽旋转开采推进长度m,
S=7Lsin60°/N=7×60×sin60°/300=7×0.173=1.211m。
所述的工作面采用双向割煤,按照正常循环进尺方式,机头少进尺,机尾按照正常进尺,工作面支架按照定线进行拉移,确保工作面机头绕机尾进行正常旋转推进。
所述的不等长工作面旋转开采随着工作面的旋转调面,工作面逐渐延长,当胶运顺槽推采至距拐点30m位置时,工作面最大面长221m,面长增长约15米,溜尾延长增加10组支架及溜槽;工作面达到最大面长后继续旋转推进,面长逐渐减小,需逐步缩减支架及溜槽,当工作面推采至胶运顺槽拐点位置后,需逐渐回撤支架及溜槽,面长缩短至204m,旋转开采阶段结束。
所述的胶运顺槽自工作面向北施工约1330m后,按330°方位和150°方位施工,其中按330°方位施工至切眼位置,按150°方位施工至辅运顺槽位置,同时考虑工作面旋转开采需要,在工作面一、二部皮带之间施工中部运输通道。
所述的辅运顺槽从胶运顺槽停采线外向辅运顺槽施工横贯,作为辅运顺槽掘进运煤通道,然后沿井田边界施工,向南与北翼辅运巷贯通,向北施工约1231m后,按半径204.2m弧线施工约218m至井田边界,再沿井田边界施工至切眼位置。
与现有技术相比本发明的有益效果为:
本发明设计合理,采用旋转开采布置和不规则梯形开采布置,制定旋转开采方案和安全技术措施,解决了不等长工作面旋转开采的技术难题,实现安全高效生产,工作面旋转开采角度60°,取得良好的效果,实现了安全高效工作面大角度旋转开采,采用双向割煤方式为合理方案,创新了开采工艺,达到了良好效果,减少了工作面搬家次数,多回收煤炭资源8.96万吨,直接创造经济效益450万元;少施工一个切眼,节省工作面设备搬家倒面费用300万元。实现了工作面的连续推进,提高了资源回收率,为特殊地质条件下回采工作面布置及开采积累了宝贵的经验,锻炼了职工队伍,提高了管理水平,取得了显著的社会效益和经济效益。
附图说明
图1是本发明的工作面布置示意图;
图2是本发明的旋转循环切割方式示意图;
图3是本发明的工作面外移计算示意图;
图4是本发明的工作面机头与转载机的搭接示意图;
图5是本发明的液压千斤顶调架示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例,对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明,但不用来限制本发明的范围。
如图1-图3所示,包括综采工作面,工作面走向长度1940m,倾向长度112~239m,工作面左右两侧分别设置有胶运顺槽和辅运顺槽,具体开采工艺如下:
(1)工作面调斜:当工作面溜头推进至距拐点80m位置,工作面开始溜尾调斜推采,溜头与溜尾按1:2比例推进,溜头推进距胶运顺槽拐点60m位置,工作面调斜约9°,溜尾超前溜头40m,面长由调斜前的239m增大到241m,增加2.0m,工作面需延长2节溜槽,工作面溜尾侧推进至缩面位置;
(2)不等长工作面旋转开采:工作面胶运顺槽距离拐点60m时,缩撤面后进入旋转开采阶段,煤机采取双向割煤,机头、机尾先按照比例进行定线进尺,第一刀机头定线200mm,机尾定线800mm,煤机自溜尾向溜头截割;第二刀煤机自溜头直接斜切进刀截割至机尾,即机头定线为0mm,机尾定线800mm,依次重复上述步骤3次,第七刀通过增加机头进尺的方式,调整工作面支架和运输机的状态,每7刀为一个循环,最终工作面按照1:4的比例推采至旋转推采阶段结束,即胶运顺槽推进60m,辅运顺槽推进弧长240m,工作面胶运顺槽侧支架和运输机随着工作面旋转推进,整体向辅运顺槽侧外移,每推进一个循环外移距离约为1211mm,推进刀数计算:
N=D/F
式中,N--工作面旋转开采总进刀数;D--辅运顺槽弧长m;F--循环进尺,取0.8;
N=D/F=240/0.8=300(刀)
每循环进刀运输机和支架向机头方向外移距离计算:
S=7Lsin60°/N
式中,S--每循环进刀运输机和支架向机尾方向移动的距离m;L--胶运顺槽旋转开采推进长度m,
S=7Lsin60°/N=7×60×sin60°/300=7×0.173=1.211m。
工作面采用双向割煤,按照正常循环进尺方式,机头少进尺,机尾按照正常进尺,工作面支架按照定线进行拉移,确保工作面机头绕机尾进行正常旋转推进。
不等长工作面旋转开采随着工作面的旋转调面,工作面逐渐延长,当胶运顺槽推采至距拐点30m位置时,工作面最大面长221m,面长增长约15米,溜尾延长增加10组支架及溜槽;工作面达到最大面长后继续旋转推进,面长逐渐减小,需逐步缩减支架及溜槽,当工作面推采至胶运顺槽拐点位置后,需逐渐回撤支架及溜槽,面长缩短至204m,旋转开采阶段结束。
胶运顺槽自工作面向北施工约1330m后,按330°方位和150°方位施工,其中按330°方位施工至切眼位置,按150°方位施工至辅运顺槽位置,同时考虑工作面旋转开采需要,在工作面一、二部皮带之间施工中部运输通道。
辅运顺槽从胶运顺槽停采线外向辅运顺槽施工横贯,作为辅运顺槽掘进运煤通道,然后沿井田边界施工,向南与北翼辅运巷贯通,向北施工约1231m后,按半径204.2m弧线施工约218m至井田边界,再沿井田边界施工至切眼位置。
4217工作面为二采区最后一个工作面,影响工作面正规布置,为了多回收煤炭资源,结合我矿实际地质条件,创新应用旋转回采技术,工作面旋转开采角度60°,取得良好的效果。工作面走向长度1940m,倾向长度112~239m,开采分为三个阶段,即规则开采阶段、旋转开采阶段、边采边撤阶段。采用走向长壁后退式采煤方法,综合机械化采煤工艺,全部垮落法管理顶板,配备有MG400/940-WD型采煤机落煤,ZY6400/17/35型液压支架支护,工作面采用SGZ800/1050型刮板输送机、SZZ800/250转载机和DSJ120/150/2*250顺槽胶带运输机运煤。
如图4所示,旋转推采期间,由于工作面旋转角度过大,容易造成刮板运输机和转载机搭接困难,出现刮板运输机底链拉“回头煤”现象,采取转载机机尾超前卧底方式,卧底深度为500mm,确保了刮板运输机与转载机合理搭接,解决了煤炭转载问题。
旋转开采期间,容易造成刮板运输机向机头方向窜动,作业过程中,要观测好运输机窜动量,一是严格执行从溜头向溜尾单向推溜,二是拉架时采用液压千斤顶调整支架方向,使支架与运输机保持3-5°夹角,防止输送机上窜,调整方式如图4所示。三是通过调整支架底座后端,调整步距大于前端调整步距,确保工作面支架整体以机头为中心进行旋转,调整方式如图5所示。四是通过整体调整支架保证运输机向机尾移动。
加强顶板管理:一是加强两端头顶板管理,支架距非回采侧煤帮的间距超过1m时,及时加支单体;煤机割煤后,及时移架,确保支架前梁接实顶板,初撑力不低于24MPa。二是因工作面机头段进尺少,支架反复支撑顶板,顶板破碎易冒落,支架前梁顶板空顶时间较长。为防止溜头段顶板冒落,工作面1-60#架区域采取留顶煤方法,厚度300-400mm,起到良好效果,确保了旋转开采期间的顶板安全。三是工作面旋转后,为防止刮板运输机上窜下滑,支架与工作面保持一定的角度,造成支架顶梁与煤壁不能垂直,端面距增大,根据煤层顶底板状况,采取留顶煤方法,厚度150-200mm,防止了工作面前方漏顶现象。
4217综采工作面旋转开采的成功应用,实现了安全高效工作面大角度旋转开采,采用双向割煤方式为合理方案,创新了开采工艺,达到了良好效果,减少了工作面搬家次数,多回收煤炭资源8.96万吨,直接创造经济效益450万元;少施工一个切眼,节省工作面设备搬家倒面费用300万元。实现了工作面的连续推进,提高了资源回收率,为特殊地质条件下回采工作面布置及开采积累了宝贵的经验,锻炼了职工队伍,提高了管理水平,取得了显著的社会效益和经济效益。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺,其特征在于,包括综采工作面,工作面走向长度1940m,倾向长度112~239m,工作面左右两侧分别设置有胶运顺槽和辅运顺槽,具体开采工艺如下:
(1)工作面调斜:当工作面溜头推进至距拐点80m位置,工作面开始溜尾调斜推采,溜头与溜尾按1:2比例推进,溜头推进距胶运顺槽拐点60m位置,工作面调斜约9°,溜尾超前溜头40m,面长由调斜前的239m增大到241m,增加2.0m,工作面需延长2节溜槽,工作面溜尾侧推进至缩面位置;
(2)不等长工作面旋转开采:工作面胶运顺槽距离拐点60m时,缩面后进入旋转开采阶段,煤机采取双向割煤,机头、机尾先按照比例进行定线进尺,第一刀机头定线200mm,机尾定线800mm,煤机自溜尾向溜头截割;第二刀煤机自溜头直接斜切进刀截割至机尾,即机头定线为0mm,机尾定线800mm,依次重复上述3循环,第七刀通过增加机头进尺的方式,调整工作面支架和运输机的状态,每7刀为一个循环,最终工作面按照1:4的比例推采至旋转推采阶段结束,即胶运顺槽推进60m,辅运顺槽推进弧长240m,工作面胶运顺槽侧支架和运输机随着工作面旋转推进,整体向辅运顺槽侧外移,每推进一个循环外移距离约为1211mm,推进刀数计算:
N=D/F
式中,N--工作面旋转开采总进刀数;D--辅运顺槽弧长m;F--循环进尺,取0.8;
N=D/F=240/0.8=300(刀)
每循环进刀运输机和支架向机头方向外移距离计算:
S=7Lsin60°/N
式中,S--每循环进刀运输机和支架向机尾方向移动的距离m;L--胶运顺槽旋转开采推进长度m,
S=7Lsin60°/N=7×60×sin60°/300=7×0.173=1.211m。
2.如权利要求1所述的一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺,其特征在于,所述的工作面采用双向割煤,按照正常循环进尺方式,机头少进尺,机尾按照正常进尺,工作面支架按照定线进行拉移,确保工作面机头绕机尾进行正常旋转推进。
3.如权利要求1所述的一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺,其特征在于,所述的不等长工作面旋转开采随着工作面的旋转调面,工作面逐渐延长,当胶运顺槽推采至距拐点30m位置时,工作面最大面长221m,面长增长约15米,溜尾延长增加10组支架及溜槽;工作面达到最大面长后继续旋转推进,面长逐渐减小,需逐步缩减支架及溜槽,当工作面推采至胶运顺槽拐点位置后,需逐渐回撤支架及溜槽,面长缩短至204m,旋转开采阶段结束。
4.如权利要求1所述的一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺,其特征在于,所述的胶运顺槽自工作面向北施工约1330m后,按330°方位和150°方位施工,其中按330°方位施工至切眼位置,按150°方位施工至辅运顺槽位置,同时考虑工作面旋转开采需要,在工作面一、二部皮带之间施工中部运输通道。
5.如权利要求1所述的一种综采工作面不等长大角度旋转开采工艺,其特征在于,所述的辅运顺槽从胶运顺槽停采线外向辅运顺槽施工横贯,作为辅运顺槽掘进运煤通道,然后沿井田边界施工,向南与北翼辅运巷贯通,向北施工约1231m后,按半径204.2m弧线施工约218m至井田边界,再沿井田边界施工至切眼位置。
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