综采工作面调斜技术研究.doc

综采工作面调斜技术研究彭新荣（平顶山工业职业技术学院，河南 平顶山 467001）内容摘要 综采工作面的伪斜控制是技术管理的重点。本文通过现场伪斜调整，数据收集整理，确定出超前伪斜距离经验公式，并对管理上存在的问题提出了新的要求。关键词 调斜 伪斜距离 煤层倾角 要求综采工作面伪斜回采管理是综采技术管理的关键，伪斜调整不当，不仅会使运输机上窜下滑，造成上下出口难以管理，而且容易导致支架歪架、倒架，使顶板失控，直接影响着煤矿的安全生产。我们通过观察和分析研究，于1983年总结出了综采工作面伪斜超前距离经验公式，但随着地质条件和生产条件的变化，经验公式已越来越不适应技术管理的需要。为此，我们在丁31030综采工作面进行伪斜调整实验，同时对已回收的丁21120和戊21172综采工作面实际伪斜进行统计分析，以寻求伪斜超前距离随煤层倾角的变化规律。1 实验工作面概况丁31030综采工作面位于三水平定一采区上山东翼，工作面走向长1158m，倾斜长146m，煤层平均厚度2.02m，倾角14.7521.72，平均18.23，工作面平均采深618m，可采储量35.6万t。工作面直接顶为6.628.22m砂质泥岩，老顶为4.111.2m中细粒砂岩。直接底为1.42.5m泥岩，老底为7.811.6m砂质泥岩。顶底板岩层稳定，对工作面正常推进无较大影响。工作面安装98组QY200-14/31型液压支架，一部SGZ-764/400型运输机和一部SZD-630/75型转载机，工作面落煤采用MG200-W型采煤机。工作面采用走向长壁后退式采煤法，全部垮落发管理顶板。作业方式为“三采一准”，四六制作业，支架工追机移架，专职人员推移运输机。丁21120综采工作面走向长1503m，倾斜长138m，煤层倾角88.67。戊21172综采工作面走向长2004m，倾斜长162m，煤层倾角05。这两个工作面的地质条件和使用设备与丁31070工作面基本相同。2 伪斜调整试验2.1 经验调斜公式的确立丁31030试验工作面是我矿回采的第一个煤层倾角变化较大的工作面，初采时倾角为21.72，后逐渐变缓。试验结束时，煤层倾角为14.75。根据经验公式，伪斜与真倾角方向的夹角等于或接近于真倾角的1/3。伪斜超前距离经验公式为：S=Ltg/3式中 S伪斜超前距离，m； L工作面倾斜长度，m； 煤层倾角，度。按照经验公式，煤层倾角为21.72，采长为146m时，伪斜超前距离应为18.55m，但在回采时，运输机下滑严重，后逐渐加大伪斜距离，运输机下滑速度变缓。当伪斜加大为27m时，运输机停止下滑，随后我们有意识地增加伪斜距离，当超前距离为28m时，运输机开始上窜，伪斜为34m时，运输机上窜2m，顶着上顺槽上帮。伪斜降至27m后，工作面正常推进。在煤层倾角变小后，伪斜距离保持不变，运输机开始上窜，伪斜调小到一定值后，工作面推进正常。这说明，在采长不变的情况下，伪斜超前距离与煤层倾角变化有关，假设煤层倾角一定，只要求出煤层倾角系数，即可得到合理的伪斜经验公式。我们假定煤层倾角系数为，则伪斜超前距离公式为S=Ltg那么（1/）arctgS/L在试验过程中，我们根据煤层倾角变化，共获得127组试验数据，把伪斜距离分别代入公式，求出不同煤层倾角下伪斜和倾角系数，见表1。表1 工作面伪斜观测数据汇总表工作面编号倾角（）斜长（m）观测数据（组）伪斜距离/m伪斜系数范围平均范围平均丁3103021.7220.718.11715.814.4146146146146146146218172481019-3620-2816-23.512.5-268.5-18.57.5-1526.2723.7519.7418.1813.510.450.33-0.640.38-0.520.35-0.510.29-0.590.21-0.460.20-0.410.4760.4460.4250.4170.3340.284丁211208.33138121-64.280.05-0.30.213戊211722.516227-2-51.28-0.28-0.70.18从表1中可以看出，煤层倾角与倾角系数之间呈一元线性关系，我们设回归方程为：a+b式中 a、b为待定系数。通过对试验数据的回归计算，得出a0.11，b0.016，将a、b值代入方程，则：0.11+0.016相关系数0.96，说明与的线性关系比较密切。将式代入方程，得到工作面伪斜超前距离经验公式为：S=Ltg(0.11+0.0162) 2.2 伪斜距离变化规律伪斜公式是根据三个综采工作面现场实际数据统计分析得来的，对同一个工作面而言，采长一般变化很小，但煤层倾角会在一定范围内变化。在实际工作中，一般要求伪斜距离在允许范围内波动。从式和式可以看出，煤层倾角系数是随着煤层倾角的增大而增大的，而伪斜距离又是随着煤层倾角的增大而加长的。因此，只要找出倾角系数随煤层倾角的变化规律，就可以确定出伪斜距离波动范围。因此，我们对倾角系数进行分组统计。统计记过见表2。从表2可以看出，随着煤层倾角变化，倾角系数也随着增加，但对于一定的煤层倾角变化范围，倾角系数在一固定值附近变化，其取值大小可参考倾角系数平均值。经过分析研究，我们认为工作面伪斜距离随着煤层倾角变化区间可表达如下：为05时 S=(00.2)L为515时 S=(0.020.08)L为1520时 S=(0.080.18)L表2 工作面伪斜倾角系数频率分布表工作面编号煤层倾角（）分组（组）频数（次）频率（）建议取值范围倾角系数平均值丁3103018.1-21.720.3-0.40.4-0.50.5-0.60.6-0.7合计929534619.5763.0410.876.52100.000.4-0.50.45215.8-170.2-0.30.3-0.40.4-0.50.5-0.6合计414953212.5043.7528.1315.63100.000.3-0.40.39614.40.2-0.30.3-0.40.4-0.5合计7211070.0020.0010.00100.000.2-0.30.284丁211208-8.670-0.10.1-0.20.2-0.30.3-0.4合计1191128.338.3375.008.33100.000.2-0.30.212丁211720-5-2-00-0.10.1-0.20.2-0.30.3-0.40.4-0.50.5-0.60.6-0.7合计537604022718.5211.1125.9322.220.0014.810.007.41100.000.1-0.20.183 伪斜回采应注意的问题伪斜距离的合理调整与正确应用，不仅与顶底板岩性有关，而且与支架性能、回采工序和职工操作水平也有直接关系。因此，在伪斜回采时，应注意以下几个方面：严格按伪斜管理，不能甩了机头甩机尾，这样才能避免支架歪架、咬架甚至倒架而造成顶板状况恶化。严格控制采高，防止支架登空，保证支架接顶严密并有足够的初撑力。加强工程质量管理，保持运输机平直，支架按步距离拉移，保持支架成一条直线。煤层倾角较大时，应尽可能坚持推移运输机、拉架由下向上进行。坚持顺序移架，移后要立即升紧升牢。发现支架歪斜，要及时调整。若大范围歪架，应从一端逐架调整。调整后应按伪斜控制，严格正规循环作业。加强支架检修。支架导杆损坏要及时更换，支架与运输机连接要安全可靠，严禁用链条软连，以便能更好的控制运输机移动。4 结论调斜经验公式Ltg（0.110.0162）是在现场实践的基础上分析总结出来的，对煤矿安全生产起到了很好的指导作用，但伪斜管理与工作面工程质量的好坏息息相关，应从每一