大傾角綜放工作面上竄下滑的原因及防治

文/張紅義

大傾角綜放工作面上竄下滑的原因及防治

文/張紅義

霍州煤電呂臨能化公司龐龐塔礦井工作面切巷坡度18°～42°，煤層厚度6.3m左右，采用綜采放頂煤技術(shù)回采。由于工作面傾角大，支架、輸送機(jī)常常出現(xiàn)上竄下滑，現(xiàn)就產(chǎn)生的原因及治理進(jìn)行一些探討。

一、工作面支架、輸送機(jī)上竄下滑原因

1. 特殊的地質(zhì)條件

（1）煤層底板對金屬的摩擦系數(shù)0.35～0.40，相對應(yīng)的摩擦角為18°～20°。因工作面常有淋水以及降塵灑水，使摩擦系數(shù)進(jìn)一步降低，致使煤層傾角在12°時，就有可能由于輸送機(jī)和支架的自重引起下滑。工作面傾角大，支架重力沿煤層傾斜方向的分力大于支架底座與底板間的摩擦力，并且沿工作面排列的液壓支架傾斜角度自然加大，在升架、降架和移架過程中，支架受自身重力作用，有向下側(cè)方下滑的趨勢。另外，工作面傾角大，工作面輸送機(jī)出現(xiàn)下滑，帶動支架下滑更易發(fā)生。

（2）工作面的頂板受構(gòu)造影響，頂板破碎，再加上支架頂梁接頂效果不好或支架頂梁上方塌空，造成支架受力不均，導(dǎo)致支架下滑現(xiàn)象發(fā)生。

2.設(shè)備原因

工作面長度比支架與刮板輸送機(jī)長，工作面兩端頭推進(jìn)速度與工作面內(nèi)的推進(jìn)速度不一致，支架與刮板輸送機(jī)不能保證與工作面一條線，設(shè)備局部彎曲過大，使在移架與推刮板輸送機(jī)時不能按正常工序進(jìn)行，因此極易發(fā)生竄動，一旦竄動量過大，就會出現(xiàn)支架、輸送機(jī)下滑。

3.現(xiàn)場管理不到位

（1）采煤機(jī)司機(jī)在割煤過程中，由于操作不當(dāng)或注意力不集中，使工作面采高超過液壓支架的允許采高范圍時，出現(xiàn)支架接頂效果不好，再加上支架重心上移，穩(wěn)定性相對較差。

（2）推移不當(dāng)，次數(shù)過多地從工作面某端開始推移。

（3）輸送機(jī)機(jī)頭與轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾搭接不當(dāng)，導(dǎo)致輸送機(jī)底鏈反向帶煤、底板沒割平或移輸送機(jī)時過多浮煤及硬矸進(jìn)入底槽，致使底鏈與底板摩擦阻力過大，均能引起輸送機(jī)下滑。

（4）工作面刮板輸送機(jī)控制不當(dāng)，造成上竄下滑，帶動支架下滑。當(dāng)煤層傾角大于12°時，由于輸送機(jī)自身重力原因使輸送機(jī)下滑，如圖1所示。輸送機(jī)在重力G的分力G1的作用下下滑，導(dǎo)致支架的推拉桿與輸送機(jī)的連接偏移垂直方向。生產(chǎn)過程中因?yàn)橹亓Φ姆至1及推力F的分力F2的合力作用促使輸送機(jī)下滑加劇，推拉桿的偏移更加嚴(yán)重，從而加劇輸送機(jī)的竄動，造成支架下滑。液壓支架受力如圖2所示。F1為輸送機(jī)竄動對支架產(chǎn)生的拉力。Fy1為頂板動、靜壓對支架產(chǎn)生的壓力沿煤層傾向方向的分力。Gz1為支架自身重力沿煤層傾向方向的分力。f 為頂?shù)装鍖χЪ墚a(chǎn)生的摩擦力。液壓支架在F1、Fy1、Gz1、f的合力作用下將產(chǎn)生下滑現(xiàn)象。

（5）生產(chǎn)過程中，工作面順槽兩巷超前或滯后的距離不合理，造成上竄下滑。

圖1 刮板輸送機(jī)受力分析

圖2 支架受力分析

二、工作面上竄下滑預(yù)防與治理

1.確定合理回采工藝

根據(jù)龐龐塔煤礦5-101綜放工作面出現(xiàn)支架輸送機(jī)上竄下滑等現(xiàn)象，考慮到采煤機(jī)裝煤效果差，決定改變采煤工藝，采用采煤機(jī)單向割煤，增加裝煤工序，下行割煤，上行裝煤，往返進(jìn)一刀的采煤工藝。

（1）采取采煤機(jī)由機(jī)頭向機(jī)尾返空刀裝煤工序與推溜工序同步進(jìn)行的作業(yè)方式。

（2）上端頭進(jìn)刀，往機(jī)尾行走割三角煤，下行割煤，是非常有效的辦法，針對傾角大工作面若中部或下端送進(jìn)刀，很容易導(dǎo)致溜子下滑，進(jìn)而拉架支架下滑、咬架、倒架，在生產(chǎn)過程中要杜絕此類現(xiàn)象。

（3）嚴(yán)格把握推移輸送機(jī)順序。下滑嚴(yán)重時可采取單向割煤，即采煤機(jī)從工作面上端開始自上而下割煤。單向推移輸送機(jī)，即從工作面下端開始自下而上，采煤機(jī)返回空刀裝煤后，推移輸送機(jī)。

（4）安裝防滑千斤頂。即每隔6m在支架底座裝設(shè)一個錨固千斤頂錨固機(jī)槽，推移輸送機(jī)時，千斤頂處于拉緊狀態(tài)，但推移千斤頂推力大，仍能使輸送機(jī)前移，但不下滑，移架時防滑千斤頂松開，移架后仍處于拉緊狀態(tài)。

2.調(diào)偽斜，確定合適的調(diào)斜參數(shù)

根據(jù)實(shí)際觀測情況確定合適的調(diào)斜比例參數(shù)，工作面調(diào)斜距離按正副巷標(biāo)高差的2/5來確定正巷超前副巷推進(jìn)距離，基本避免了工作溜子支架的上竄下滑。

（1）以機(jī)頭為調(diào)斜中心，為避免調(diào)斜過程中輸送機(jī)上竄過多，機(jī)頭機(jī)尾按1∶10的比例加采機(jī)尾。

（2）采用短刀和長刀相結(jié)合，每5刀割一個通刀，第二循環(huán)通刀割透后將機(jī)頭移過。

（3）工作面加采機(jī)尾55m后，保持工作面機(jī)頭超前機(jī)尾12m，開始正常平推。

（4）工作面開始大比例調(diào)斜前，要使工作面進(jìn)入實(shí)茬煤壁，頂板正常之后進(jìn)行調(diào)斜開采。開始回采時，要先以1∶2或1∶3比例，使工作面進(jìn)入實(shí)茬煤壁，小比例加斜，機(jī)頭進(jìn)3m后再改為大比例調(diào)斜。

（5）割煤采用下行割煤方式，移輸送機(jī)為自上而下順序推移，支架調(diào)向利用側(cè)護(hù)板將尾梁向機(jī)尾方向調(diào)向。由于選擇了自上而下的移輸送機(jī)的方式，使機(jī)尾掐縮工作量減小，但容易造成支架掐架。可以采用從機(jī)頭向機(jī)尾割煤的單向割煤方式，移架從下往上順序移，支架不易掐架，但機(jī)尾的掐縮輸送機(jī)工作量增加。

3.帶壓移架

（1）帶壓擦頂移架，加快移架速度。采用帶壓擦頂?shù)囊萍艽胧@樣頂板對支架產(chǎn)生的摩擦力指向采空區(qū)，以抵消支架自重和架后冒落矸石重量產(chǎn)生的下滑分力，改變了支架的受力狀態(tài)，從而制止了支架的下滑和轉(zhuǎn)動。

（2）端頭支架的穩(wěn)定是防止基本支架下滑的關(guān)鍵所在。利用液壓單體支柱斜撐端頭支架底座。1#架的位置很關(guān)鍵，1#支架下滑，其它支架隨著下滑。工作面拉架時在側(cè)面用單體支柱扶架，防止支架向正巷側(cè)下滑。

4.防治輸送機(jī)下滑

輸送機(jī)下滑往往牽動支架下滑，損壞拉架推移輸送機(jī)千斤頂，輸送機(jī)機(jī)頭與轉(zhuǎn)載機(jī)機(jī)尾不能正常搭接，煤滯留于工作面端頭，導(dǎo)致工作面條件惡化。

（1）防止煤矸進(jìn)入底槽，以減少底鏈運(yùn)行阻力。

（2）工作面適當(dāng)調(diào)為煤層偽斜方向布置。

（3）用單體液壓支柱頂住機(jī)頭（尾），推移時，將首先移完的機(jī)頭（尾）錨固好后，用單體柱斜支在底座下側(cè)，然后再繼續(xù)推移。

（4）在移輸送機(jī)時，不能同時松開機(jī)頭和機(jī)尾的錨固裝置，移完后應(yīng)立即錨固，必要時在機(jī)頭（尾）架底梁上用單體液壓柱加強(qiáng)錨固。

（5）錨固輸送機(jī)。利用錨固裝置對輸送機(jī)的機(jī)頭、機(jī)尾進(jìn)行錨固，以防止輸送機(jī)沿工作面下滑，進(jìn)而利用相互制約關(guān)系防止液壓支架下滑。

（6）上行順序推移。采用上行順序移工作面輸送機(jī)和移動液壓支架可有效地防止兩者下滑。

5.加強(qiáng)監(jiān)測

加強(qiáng)輸送機(jī)上竄下滑的監(jiān)測。在上、下順槽每10m布置一組測點(diǎn)，每班驗(yàn)收員要把輸送機(jī)上竄下滑數(shù)據(jù)和兩頭推進(jìn)進(jìn)尺測量結(jié)果填寫在驗(yàn)收記錄上，工程技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際和測定數(shù)據(jù)，確定調(diào)斜數(shù)據(jù)，控制推進(jìn)度，達(dá)到防止上竄下滑目的。

（作者單位：霍州煤電呂臨能化公司龐龐塔煤礦）

（責(zé)任編輯：李元）