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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。
经讨论、研究决定，露头煤使用炮采工艺，铺设sgw-40改刮板输送机，采用dz28－30／100型单体液压支柱配合hdja－1200型铰接顶梁架设一梁一柱中定位走向直线棚，按照齐梁齐柱布置，“四、五”峒管理顶板，末、前排支柱不得滞后工作面支架顶梁的末、前端。
3.2 旋转回采方法。
根据n342下工作面和342里工作面位置关系，以及工作面顶板、煤壁情况，确定通过采用虚旋转中心调向开
采，以调整工作面推进方向和支架状态。
所以，工作面旋转370时，风巷超前机巷的距离cd。
cd=lh/.tg （370/2）=129×0.33=43 （m）式中：cd ---工作面长度，m，直线l=129 （m）；370----旋转角度。
即旋转370时，机尾比机头需多进的距离为弧co//c/,可以计算出：co//c/=2×3.14×129×37○/360○=83（m）
调向期间循环内刀数越多，调采的速度越快，工作面输送机及支架滑移现象越严重，考虑到本工作面长度和地质条件，选择循环刀数为5，即机巷进一刀，风巷进5刀，进刀比例1：5。
工作面旋转起始位置距机巷拐点的距离为：2l×5=2l＋83（m）式中：l———旋转起始点至机巷拐点距离，m；5—循环刀数。
计算知，l=10.375m,但考虑到工作面旋转起始点到机巷拐点的距离一般为采煤机截深的整数倍，所以选择10.8m。
即当工作面回采至机巷距离拐点10.8m时开始甩采，当工作面推过机巷拐点10.8m 结束。
3.3 旋转工艺操作。
①在工作面推进距机巷拐点10.8m处时，工作面进入调向开采阶段，此时工作面所有支架必须保证不歪、不挤、支架状态良好。
②截割开始时，采煤机停在距机尾25m处，机头至采煤机段输送机不推移，采煤机到机尾段已完成推移；③第一刀由距机尾25m处开始向机尾割煤，随后移架，然后采煤机空刀返回距机尾50m处，从下往上顺序推移采煤机到机尾段输送机；第二刀由距机尾50m处开始向机尾割煤，随后移架，然后采煤机空刀返
回距机尾75m处，从下往上顺序推移采煤机到机尾段输送机；第三刀由距煤机75m处开始向机尾割煤，随后移架，然后采煤机空刀返回距机尾100m处，从下往上推移采煤机至机尾段输送机；第四刀由距机尾100m处开始向机尾割煤，随后移架，然后采煤机空刀返回至机头处，从下往上推移采煤机至机尾段输送机；第五刀在机头处完全进刀后，完成整刀工作面切割，至此完成一个循环。
3.4 调向开采控制要点
①调面前，工作面必须保证煤壁直，支架状态完好，每完成一个循环后，必须保证整个工作面支架、输送机、煤壁成一条直线。
②移架过程中，调整支架状态：①支架中心线与运输机的法线有向下5～10°的夹角。
②确保支架中心距1500±100mm，严禁挤架、歪架。
③保证工作面上下安全出口畅通，必要时向机巷下帮撕帮，转载机向下帮靠，确保工作面刮板输送机和机巷转载机搭接合理。
④根据工作面采线与外段机风巷的位置关系确定甩采比例，调整采线与外段机风巷的位置关系，一个循环抹茬处的刮板输送机的弯曲度要趋于平缓，弯曲段长度不得低于15m，严禁出现陡弯，出现飘链、掉道等事故。
否则要及时停车处理。
⑤防止输送机下滑。
调向期间，由于支架受力状况不均匀，出现一定程度下滑，工作面刮板输送机将会出现一定程度的下滑。
针对此现象，抵车时必须是单向抵车，从下往上抵，严禁从上往下抵。
⑥加强煤壁管理，适当降低采高。
加强工作面机电设备检修，保证设备正常运转。
⑦详细记录每班进度情况，以下数据和进度情况要班班测量并记录，以指导下
一班工作。
(包括：机头与转载机距离，每班机头，机尾上窜或下窜量：机头、机尾位置，调向剩余工作量)。
4 旋转开采技术特点。
①有效地解决了综采工作面旋转期间出现的技术难题，旋转回采期间支架状态良好，没有出现挤架、咬架、爬架现象，工作面刮板输送机与机巷刮板输送机搭接合理，积累了很多宝贵的实践经验。
②减少综采工作面搬家次数，保证了正常的生产接替，缓解了矿井接替紧张的局面。
③提高了煤炭回收率，减少资源丢失。
④拓展了综采回采工艺的应用范围，保证了矿井可持续发展。
5 旋转开采技术效益分析。
n342工作面在旋转回采期间没有发生工伤事故，工作面的安全质量标准化水平稳定，安全效果十分明显。
通过旋转回采，增加了工作面走向长度，提高了资源回收，取得了明显的效益。
通过旋转开采技术的运用，在该工作面多回收煤炭资源1.8万t，按当时350元/t计算，创造价值630多万元。
与此同时，减少了一次综采工作面安装、拆除，并保证了工作面生产的连续性。
若按月产6万t计算，则创造价值达2100万元，累计达2700多万元。
再者，旋转开采技术也为类似条件工作面的开采提供参考，具有较好的推广应用价值。
注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。
