摘要：针对不规则采区边界造成三角煤资源浪费情况的难题，以鲍店煤矿7302综放工作面为工程背景，基于虚心旋转开采和实心旋转开采技术理论，研究了旋转开采过程中巷道布置、设备控制和回采工艺等关键技术。研究结果表明：通过优化进刀方式、调斜进刀刀数、间距等参数。实心旋转开采可以有效控制运输机的上窜下滑，实现了工作面的连续推进，该技术拓宽了综采工艺的适用范围，实现了综采工作面高产高效。为今后开采类似条件综采工作面提供了技术保障，积累了现场经验。
关键词：旋转开采；综放工作面；调斜生产；三角煤
0 引言
随着矿井开采深度不断增加，地质条件越来越复杂化。由于不规则形状的矿井边界和保护煤柱的留设，越来越多的不规则工作面的出现，导致采区及工作面煤炭回收率降低，造成资源浪费。
近年来，诸多专家学者在旋转开采方面进行了大量的理论分析和现场实践[1-10]，总结了旋转开采技术经验，攻克了种种难题。随着采煤工作面设备的的不断发展，大角度旋转开采技术水平也不断提高。
鲍店煤矿7302综放工作面切眼临近铺子断层，切眼布置不垂直与回采巷道，初期采用扇形开采旋转36°，通过一系列的设备运用和技术措施的改进，拓宽了综放工艺的适用范围，提高了煤炭回收率，取得了良好的经济效益。
1 工作面概况及旋转开采可行性分析
7302工作面平均埋深435m，煤层平均倾角8°，平均煤厚为9.04m，采高3.5m，采放比1:1.57。工作面面长287m，推进长度1975m/2132m。工作面辅运顺槽超前胶带顺槽168m，扇形旋转弧长累计240m；扇形段两巷高差最大8m，最小1m。
7302 综放工作面切眼位于采区边界附近，采区边界与胶带顺槽夹角126°。如果切眼垂直于回采巷道布置，将会丢失采区边界和切眼之间的三角煤，造成资源浪费。7302综放工作面煤层属于近水平煤层，厚度稳定，地质条件简单，符合旋转开采的基本条件。
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图1 旋转开采巷道布置示意图
2 工作面旋转开采技术及方案
2.1 虚心旋转开采方案
虚心旋转开采：辅运顺槽每进五刀，胶带顺槽进一刀。工作面以半径363m的圆做扇形旋转，每一个小循环机尾机头按5:1旋转，机头进0.8m，机尾进4m，此时工作面支架旋转0.6°；每一个大循环辅运顺槽进40m，胶带顺槽进8m，此时工作面支架旋转6度；胶带顺槽端推进约48m，辅运顺槽端推进240m，工作面累计旋转角度为36°，共需6个大循环，此时工作面调正，工作面进入正常生产阶段。
2.2 实心旋转开采方案
实心旋转开采：辅运顺槽每五刀割一次通刀，胶带顺槽不进刀。工作面割机头时，机头只是割通，并不拉移支架，只是活动运输机以舒缓运输机的受力。工作面以半径287m的圆做扇形旋转，机尾每次进尺0.8m，机头作为圆心不进尺，工作面旋转36°后，工作面调正，工作面进入正常生产阶段。
2.3 旋转开采技术管控措施
1.运输机上窜下滑
（1）为防止运输机上窜下滑造成煤机割不透煤壁或撤架加架等问题，将扇形开采段煤帮进行刷宽。胶带顺槽两侧各刷宽2.0m，辅运顺槽侧巷道靠内帮刷宽2.0m。
（2）旋转开采初期，机头超前机尾168m，工作面支架导向方位为机尾方向，因工作面面长较长，高差相对较小，机尾侧比机头侧高8m，所以设备自重下滑影响较小，故初始阶段支架给运输机向机尾方向的力，导致运输机向机尾方向窜动。在拉移支架过程中，使用侧护板和底调千斤顶调整支架角度，防止上窜。
（3）旋转开采时，由于多进机尾和人工对支架进行调向，需定好中线对运输机运动趋势进行观测分析，当运输机位移量大于0.5米时，则必须采取人工对运输机窜动进行干预，采用单体支柱或底调千斤顶等方式调整运输机和支架的位置。
（4）前部运输机斜长布置，随着工作面推进面长变短，需实时调整。随着工作面推进，以875mm槽替换的方式逐步掐除2节中部槽，以顺应面长变化。
2.挤架咬架
（1）支架侧护板分别控制，即顶梁侧护板与掩护梁侧护板分别控制。增加底调千斤顶，配合侧护板调整支架角度。侧护板及底调千斤顶均布置在支架右侧。将支架与后部运输机用专用拉移千斤顶连接，每5架设置一组，以动态调整支架偏移量。
（2）根据支架前梁头偏移情况及时割通刀，放通线找直工作面以舒缓架间制约。
（3）生产过程中，工作面内支架旋转，支架会出现挤架现象，在拉移支架过程中，按照从机尾向机头的次序拉移支架，在拉移支架过程中，使用侧护板和底调千斤顶调整支架，防止挤架，同时保证支架前立柱偏差控制在50mm以内。
（4）安装期间将1#架与煤壁偏16°夹角摆放，1#-22#架每架减少1°，至22#后支架摆正与煤壁呈垂直状，以抵消初采阶段因扇形开采造成的挤架、咬架现象。
3 结论
实心旋转：5月1日—8日，机头进0m，机尾进17.7m，运输机机头无位移、正常搭接，未发生运输机上窜下滑现象。
虚心旋转：5月9日—26日，机头累计进尺8.1m，机尾累计进尺54.85m，前部运输机累计上窜1235mm，1#架上窜1130mm。根据工作面现场实际情况及相关数据分析，虚心旋转不能有效控制运输机上窜，生产过程中虽然采用底调千斤顶、侧护板调架以及单体辅助蹬溜等措施，但难以抑制支架导向，造成设备向机尾上窜。
经研究，最终确定：采取只进机尾，不进机头的实心旋转的方式推进。至6月18日旋转开采圆满结束，累计多回收煤炭资源39万t。
针对鲍店煤矿七采区的赋存地质条件，通过实心旋转开采和虚心旋转旋转式开采的技术的研究与应用，丰富了鲍店煤矿的回采技术手段，优化了进刀方式、调斜进刀刀数、间距等参数，对七采区西翼尚未开采的五个工作面，以及类似地质条件下的矿井具有很好的借鉴意义。
参考文献：
[1]李顺顺,高召宁.综采工作面大角度旋转俯采技术研究[J].煤炭科学技术,2019,47(06):133-138.
[2]朱森.长距离伪斜机头旋转开采技术研究[J].能源与环保,2019,41(05):131-135.
[3]张振华.孤岛综采工作面大角度旋转开采[J].能源技术与管理,2019,44(02):72-73+161.
基金项目：国家自然科学基金面上项目(51574155)； 泰安市科技发展计划(2015ZC1058)；
作者简介：柳研青（1991-），男，汉族，山东海阳人，研究生，助理工程师，主要从事生产技术方面工作。E-mail：liuyan8262@163.com
论文作者:柳研青,李永明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
标签：工作面论文; 支架论文; 机尾论文; 运输机论文; 机头论文; 采区论文; 千斤顶论文; 《基层建设》2019年第27期论文;