综采工作面扇形旋转开采技术应用与实践

收稿日期：2005-11-19作者简介：李凌山（1970-），男，山东滨州人，工程师，从事安全生产管理工作。

成果应用旋转采煤法在构造复杂综放工作面开采及应用李凌山，张世东，田红林，卢卫东（山东里能集团公司新河煤矿，山东济宁 272400）摘 要：综合机械化开采对构造复杂工作面生产具有较高的要求。

新河煤矿采用旋转法的方式进行工作面优化设计，并采取各类措施，提高工作面回收率，取得较好的回采效果。

关键词：综放工作面；旋转法；回采中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1005-2798（2006）02-0011-021 工作面概况新河煤矿位于山东省济宁煤田唐口勘探区的西南部，年设计产量45万t ，矿井主采煤层3煤层。

3103工作面走向长280余m ，倾斜长60～100m ，工作面倾角19～27º，工作面俯采角度为10～28º。

煤层平均厚度为9.0m ，可采储量197152t 。

煤层上部松软，下部较硬，无夹矸，直接顶为粉砂岩，老顶为细中砂岩，开采区内受断层影响较大。

工作面采用一次采全高综采放顶煤开采工艺。

工作面沿煤层伪斜方向布置，工作面长度呈逐渐加长形式。

由于工作面外段上部受F01-6和DF35断层影响，出现岩石，为使工作面少破碎岩石，顺利推采，将轨道巷内收缩避开岩石，使轨道巷呈折线布置；工作面运输巷由于受DF48和F01-7断层影响，也呈折线布置。

工作面设备配置，见表1。

表1 工作面设备配置设备名称设备型号技术特征采煤机MG150/375-W采高1.5～3.0m ；截深630mm ；总功率375kW ；挖底量255mm 。

中间支架ZF /2800/16/24ZE架高1600～2400mm ；中心距1250mm ；重量8957kg ；工作阻力2648～2843kN 。

过渡支架ZFG3700/17.5/26B架高1750～2600mm ；中心距1500mm ；重量11334kg ；工作阻力3474～3730kN 。

综放工作面切眼扇形旋转布置回采技术应用摘要：在煤矿实际生产中，由于井田或采区划分不规整、井上下地质条件限制等不同原因，导致采煤工作面布置期间丢失三角段煤柱，造成采区及工作面的煤炭回收率降低、资源浪费的现象。

为提高煤炭回收率及经济效益，本文以皖北煤电集团临汾天煜公司恒昇煤业9302综放工作面为例，利用工作面与井田边界形成的边界三角煤，将切眼设计成扇形旋转工作面，通过理论设计与计算、现场检验，解决了工作面扇形旋转调斜过程中的关键技术问题，包括前、后部刮板输送机与转载机搭接问题，液压支架旋转角度控制等。

结果表明，综放工作面扇形旋转布置回采技术能够成功实现，可以将煤炭资源进行最大程度的回收。

关键词：综放工作面；扇形旋转布置；回收率1、引言煤炭资源在我国能源结构中处于主要地位，进入21世纪以来，放顶煤采煤法在我国得到迅猛的发展，取得了良好的技术经济效果，放顶煤采煤方法在煤矿得到广泛应用，对提高全国煤炭产量发挥了重要作用，但目前我国的综采放顶煤工作面仍存在资源回收率低的现象。

为了解决这一难题，对于井田或采区划分不规整，按传统方法布置工作面，往往会在切眼设计中丢失三角煤柱，通常情况下会被弃置，导致采区回采率较低。

对我国部分煤矿有关旋转布置回采情况来看，综采工作面、综放工作面、近水平、缓倾斜工作面、大倾角工作面，均可实现工作面旋转布置回采。

对于提高煤炭回收率，提高经济效益具有很大的优越性，旋转布置工作面回采已经是一种布置不规则或者存在三角煤工作面有效且成熟的技术。

2、旋转工作面概况9302综放工作面位于恒昇煤业三采区中南部。

该工作面位于北翼运输大巷里段以西，以北为9303备用工作面，以南为9301工作面采空区，是三采区第二个回采工作面。

工作面推进长度1105m，工作面宽度240m，煤层厚度4.4～5.1 m，平均4.6m，煤层一般倾角2～11°，结构简单，属于稳定煤层。

依照传统工作面设计，边界段存在留三角煤情况，工作面切眼旋转布置回采段理论上为弧形，这样能够保证工作面长度基本一致，不至于因回采推进出现加架或减架现象，给工作面管理带来困难。

综采工作面旋转开采技术的研究及其应用【摘要】朔里矿业针对n342综采工作面煤层赋存出现的转弯现象，研究运用了旋转开采技术工艺。

回采期间，由于各项技术措施制定、控制较好，实现了安全高效开采，将该处的煤炭资源全部回收。

【关键词】旋转开采技术；综采工作面；煤矿1 引言由于综采工作面受地质构造及相邻工作面布置的影响，在回采过程中推进方式有时就发生很大的变化，需要进行旋转回采，以保持同步。

淮北朔里矿业有限责任公司在回采n342综采工作面时就利用了这种旋转开采技术，成功对37°转弯工作面实现顺利回采。

中途通过制定针对性的技术措施，科学合理的劳动组织，确保了工作面安全高效推进，大大延长了工作面推进的走向长度，有效减少了工作面的搬家次数，显著提高了资源回收率。

2 工作面布局情况作为开采三十多年的老矿，随着矿井的延伸，资源逐渐枯竭，且煤层地质条件复杂。

煤层内部构造多，局部地段受火成岩侵蚀严重，能够布置正规综采工作面的块段越来越少，从而给矿井的生产接替、矿井产量、资源回收等工作带来了很大的困难，制约着综采技术的进一步发展。

如何拓展综采工作面的应用范围，保持矿井可持续发展，成为当务之急。

为此，朔里矿结合现场实际情况，针对这种转弯型的综采工作面开采技术进行了大量的研究，形成了如今的旋转开采技术，并推广于了类似的生产矿井。

该矿针对煤层赋存情况，以及多年综采工作面管理的经验，积极通过网上查询国内、国外综采工作面旋转开采工艺，并咨询了中国矿业大学和安徽理工大学的专家。

同时，先后到兄弟煤矿及淮南矿业集团潘北煤矿进行了学习调研，并多次召开技术讨论会，认真分析、讨论旋转回采生产过程中可能出现的各种问题，研究制定了回采方案及可能出现问题的应急处理措施。

典型的n342综采工作面，受断层及相邻工作面布置的影响，工作面推进方向发生了改变，必须进行旋转回采(见图1)。

3综采工作面旋转开采技术工艺3.1 旋转回采方案。

根据工作面实际情况确定进行一次旋转，当工作面回采至拐点60m时，将第三部皮带机拆掉，铺设sgw-80改刮板输送机;当回采至距拐点350时将转载机拆除，待工作面旋转结束后重新铺设，同时由于回采过程中工作面受伪倾斜和旋转回采的影响，机尾会出现4-8m的露头煤。

综采工作面扇形旋转开采技术应用与实践旋转采煤法起源于德国，是20世纪70年代在前进式和“z”形采煤法基础上发展起来的，到80年代初苏联在采煤工艺改革过程中，大量采用该方法，我国在鸡西等矿区先后试验了该方法，近几年，旋转开采技术得到了进一步的发展。

标签：综采工作面；扇形开采TB1前言朱庄煤矿地质条件复杂，断层构造较多，煤层厚度变化大，两巷按直线布置时，走向长度有时会比较短，安装拆除工作频繁，严重影响采煤工回采效率，为避免这种现象，我矿积极探索新的采煤方法。

其中，在2644综采工作面我们应用了扇形旋转开采技术，并取得了较好的效果，多回采原煤30余万吨。

2工作面位置及概况Ⅱ644工作面为Ⅱ64采区第一个区段，该面左、右均至六煤层不可采边界，上区段Ⅱ642工作面受古河床冲刷，煤层变薄，不可采，下区段Ⅱ646工作面已回采完毕。

Ⅱ644工作面顶部为Ⅱ4采区，已回采完毕。

该面所采煤层为六煤，煤层厚度0.6～2.2m，平均16m。

煤层结构简单，赋存较稳定。

煤层倾角2°～12°，煤层倾角变化不大。

该面基本顶为灰～浅灰色层状中细粒砂岩，层理明显，厚度18～20m；直接底为黑色砂质泥岩2～3m。

3工作面平面布置图图1工作面平面布置图4采煤工艺4.1工艺流程采煤机落煤和装煤→运输机运煤→移液压支架→推溜。

4.2落煤方式采煤机落煤。

4.3主要回采设备配备主要回采设备：ZY5000-09/20、ZY5000-14/28型掩护式支架、MG-320/710WD 型采煤机、SGZ-800/800刮板运输机、SZZ—830/315转载机等。

5扇形旋转开采工艺5.1旋转开采方案确定扇形旋转开采方法可分为实中心旋转和虚中心旋转两种。

实中心旋转与虚中心旋转在实际回采过程中有较大的差别，实中心旋转时工作面一端固定不动，而采用虚中心旋转时，工作面机回风巷须按一定的比例进行甩采。

2644工作面旋转后如需正常开采，机尾需绕机头旋转67度，旋转角度大，施工周期长，如采用实中心旋转，机头处长时间不推进，该地质条件下顶板管理相对比较困难。