摘要：针对攀煤集团（公司）小宝鼎煤矿十二采区12381-1综采工作面复杂地质条件及综采面布置形式，通过大转角磨采技术工艺分析、应用及其相关配套设备的调整，进而实现综采面连续开采，避免综采工作面搬家倒面，提高煤炭资源的开采率，有效减少职工的劳动强度，对建设安全、高产、高效矿井具有重大意义。
关键词：综采工作面；复杂地质条件；大转角磨采工艺；下滑措施
根据井田地质勘探报告及矿井实际揭露煤层、构造情况，十二采区38#煤层东翼受16#向斜影响，工作面煤层产状发生较大变化，其中煤层走向变化大于90°，如工作面沿直线进行布置，十二采区38#煤层东翼1040m-1090m阶段需布置两个工作面进行开采，且开切眼向开采方向140米段工作面为俯角开采，俯角开采角度局部将达到22°以上，回采造成困难，同时工作面如采用直巷分开布置，将增加工作面搬家倒面次数及工作面运输系统改造工程量，并会造成大约的1.5万吨的三角煤无法开采，为确保矿井安全、高效生产，经过对煤层产状及综采面巷道布置反复研究决定，在十二采区38#煤层东翼1040m-1090m阶段布置一个工作面，工作面两巷沿煤层走向进行布置，通过综采工作面大转角磨采开采工艺分析应用后，避免综采工作面搬家，提高煤炭资源的开采率，有效减少员工的劳动强度。
1、工作面概况
1.1工作面布置
12381-1工作面位于小宝鼎煤矿+1220m水平十二采区38#煤层东翼1040m-1090m阶段，工作面走向长600～620m，平均走向长610m；工作面倾斜长85～152m，平均倾斜长128m；工作面（煤层）最大倾角45°，最小倾角8°；12381-1工作面为十二采区首采工作面。
1.2煤层及顶底板
12381-1工作面所采煤层为38#煤层，煤层结构简单，纯煤厚度0.3m～1.8m，平均纯煤厚度1.44m。开采区域煤层倾角45°～8°；煤层可采性指数为0.9，变异系数为34.4％，属较稳定薄～中厚煤层。煤层直接顶为灰色薄层状粉砂岩较破碎，厚度约1.4m，老顶为浅灰色厚层状石英粗砂岩、灰色中厚层状细砂岩，节理发育，厚度约11.74m,直接底为灰色薄层状粉砂岩，厚度约1.75m,老底为灰色厚层状细砂岩，厚度约4.1m。
1.3采煤方法及工艺
根据煤层赋存条件、地质构造、水文地质条件和我矿现有的设备、技术条件，本工作面采用走向长壁后退式采煤法，采用综合机械化采煤工艺，工作面使用
MG150/348-WD采煤机螺旋滚筒落煤配合SGZ-630/264刮板输送机铲煤板装煤、运煤，滚筒截深0.6m；运输巷采用1台SGW-150C刮板输送机、1-3台DSJ-80/40皮带运输机联合运煤。
1.4顶板管理
12381-1工作面主要选用ZQY3000/07/17D型双柱掩护式液压支架支护顶板，工作面两端头支护段，采用单体液压支柱配合长3.0m的∏型钢梁成对迈步前移支护顶板，工作面运输巷、上风巷均为异形断面，采用锚网梁组合支护。
2、大转角磨采工艺
2.1磨采区域范围
12381-1工作面运输巷回采推进至9#点时，工作面刮板输送机与运输巷刮板输送机呈180°（即呈一直线），需要下一步回采过程中通过集中大转角磨采上部，以达到调整工作面回采方向以利于工作面正常回采的目的。工作面上部从11383-1西运输巷11#点开始磨采，磨采至上风巷5号测量点后10m时停止磨采，使工作面刮板输送机与运输巷刮板输送机呈垂直状态，需要磨采上部290m，工作面大转角磨采调角约为90°。磨采到位后工作面保持上下部平行推进的方式进行回采。
2.1磨采方法
2.2.1磨采准备条件。因磨采需来回拉动支架、刮板运输机以调整方向、状态，故工作面推进至磨采位置前，需对工作面支架、刮板运输机设备进行全面检修、维护，排查出的问题及时进行处理，保证工作面设备完好，并将工作面刮板运输机、支架调正、调直。
由于集中大转角磨采工作面中上部，机头不向前推进，需加强工作面机头段运输巷顶板管理工作，对工作面刮板运输机机头段20m范围内顶板补打两排锚杆，并在运输巷打设双排超前单体支护。
2.2.2磨采方式。工作面采用机头定点集中磨采上部的方式进行磨采，机组在机尾完成进刀，由工作面上部插长刀的方式进行磨采调角，并按照由机尾到机头的方向逐渐增长磨采上部长度并保持机头不向前推进，每次磨采插刀接茬处选在无地质构造、断层、顶板完好处。磨采4-5刀后，机组必须空刀开到机头（机头不推进），调整支架和刮板运输机状态。
2.2.3磨采防下滑措施。工作面第一架支架下方紧靠支架顶梁中部支设2至3根单体支柱，单体支柱与支架顶梁间要垫木防滑，刮板运输机机头段在煤壁按1.0m间距支设贴帮支柱支护顶板和防止煤壁片帮。工作面机头段1-5#支架段支架与刮板输送机之间采用刮板输送机防滑缸或在支架与刮板输送机间支设戗柱以防止刮板输送机下滑，以免工作面上部磨采期间，刮板输送机、支架下滑，造成运输巷撤支架和溜槽。每个小班最后一巷割煤结束后机组必须牵引至机尾，按照由下往上的顺序移架推溜，以便保证每班工作面支架良好姿态。
3、大转角磨采工艺的安全措施
3.1顶板管理安全措施
集中磨采上部过程中，工作面斜长逐渐变长，根据现场实际情况及时添加刮板运输机刮板、支架，避免出现机尾未及时添加刮板，机组割不透机尾而影响正常回采；加强单体支柱和液压支架的二次补液工作，保证单体支柱的初撑力不低于90KN，液压支架初撑力不低于24MPa；由于风巷推进速度较快，加强工作面矿压管理，坚持预测预报，工作面矿压数据及时交于生产技术部进行矿压分析。
3.2防倒安全措施
机尾段严格控制好采高，避免架前空顶冒顶，造成倒架。工作面机尾段煤层倾角变大时，移架时，移完第一架后及时在支架顶梁和紧靠支架下侧护处支设单体支柱，防止支架倒架，并用直径不小于5mm的防倒绳拴好，防止支柱漏液倒柱，坏支柱及多余支柱及时运出工作面。
4、效益分析
通过大转角磨采技术工艺研究应用及其相关配套设备的调整，实现了12381-1综采工作面磨采转角90°开采，提高煤炭资源的开采率，提高了煤炭资源回收率，多采出煤量约1.5万吨，原煤销售价格按每吨450元/吨进行计算，创造经济效益675万元；工作面大转角磨采连续开采减少了至少两个月的综采工作面搬家倒面时间，有效减少职工的劳动强度，提高了工作面回采效率；工作面两个月内实现了90°转角和回风巷290米的大转角磨采，磨采期间工作面月产量到达2.6万吨；磨采期间未发生轻伤及以上事故，千吨轻伤率为0，取得了良好的安全效益。
5、结束语
小宝鼎煤矿通过开展复杂地质条件综采面大转角磨采工艺的研究应用，解决了综采工作面过褶曲地质构造的难题，带来了良好的安全、经济效益，实现矿井安全、高产、高效，为煤矿开采其他类似条件工作面的开采积累了宝贵经验，具有推广价值。
附：12381-1综采工作面平面图
论文作者:吴芝宏,孙长祥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期
论文发表时间:2019/3/25
标签：工作面论文; 煤层论文; 支架论文; 转角论文; 机头论文; 顶板论文; 机尾论文; 《基层建设》2018年第34期论文;