綜采工作面刮板輸送機“上竄下滑”分析及對策

薛小鋒

(陜西陜北礦業韓家灣煤炭有限公司安全環保部,陜西榆林 719315)

綜采工作面刮板輸送機“上竄下滑”分析及對策

薛小鋒

(陜西陜北礦業韓家灣煤炭有限公司安全環保部,陜西榆林 719315)

分析了綜采工作面刮板輸送機“上竄下滑”的原因和危害,最后制定出刮板輸送機“上竄下滑”的調整對策。

綜采工作面 刮板輸送機 “上竄下滑” 分析及對策

刮板輸送機“上竄下滑”的控制直接影響到綜采工作面其他生產工序的正常進行。我們從理論上分析其發生的原因，進而采取相應的防治措施，才能有效地對其進行控制。下面以四盤區2403工作面為例，探討刮板輸送機“上竄下滑”的原因分析及預防措施。

1 2403工作面概況

2403工作面走向長度為2857m(切眼幫～停采線)，工作面寬度為261m，煤層傾角1～3°，工作面采用走向長壁綜合機械化采煤，一次采全高，全部跨落法管理頂板的采煤方法。

2 刮板輸送機“上竄下滑”理論分析和經驗判斷

理論分析：從力的平衡方面分析刮板輸送機出現下滑的原因，我們根據刮板輸送機受到的向下方向的力大于向上方向的力，從而使輸送機向下產生位移。

2.1 刮板輸送機受力分析

(1)重力引起的力。

式中：G1—刮板輸送機的重力，N；F1—由刮板輸送機的重力引起的下滑力，—刮板輸送機與底板之間的摩擦力，N；α—工作面傾角，(°)；μ—刮板輸送機與底板之間的摩擦系數。

式中G2—采煤機的重力，N；F2—由采煤機的重力引起的刮板輸送機下滑力，N；—由采煤機的重力引起的刮板輸送機與底板之間增加的摩擦力，N。

③刮板輸送機運行過程中運輸煤炭自重引起的力如圖3所示：

式中：G3—刮板輸送機運行過程中運輸煤炭的重力，N；3F—由載荷的重力引起的刮板輸送機下滑力，N；13F—由載荷的重力引起的刮板輸送機與底板之間增加的摩擦力，N。

(2)設備運行過程中產生的張力。

①采煤機運行過程中產生的張力。

采煤機在牽引過程中，由于牽引力的存在，牽引部對輸送機產生相反方向的力F4，方向與采煤機的牽引方向相反。

圖1 刮板輸送機受力示意圖

圖2 刮板輸送機受力示意圖

②刮板輸送機運行時中間鏈條的張力。

式中：F5—刮板輸送機牽引鏈的張力，N；K1—鏈條繞鏈輪時附加阻力系數；K2—輸送機水平彎曲時與槽幫間的阻力系數；q—貨載每米重力；q0—鏈條每米重力。

(3)支架推移千斤頂對刮板輸送機產生的力。

當液壓支架與刮板輸送機不垂直時，推移千斤頂的推拉會使刮板輸送機產生向上或向下方向的力，如圖4所示；式中：F6—支架推移使輸送機受到的力—千斤頂實際推力，N；β—千斤頂與溜槽間的夾角，(°)；n—同時工作的千斤頂個數。

2.2 各種力對刮板輸送機的作用

設備及載荷自重引起的下滑力F1、F2、F3在任何情況下都使刮板輸送機有下滑趨勢，摩擦力在任何情況下都阻止刮板輸送機下滑。采煤機牽引對刮板輸送機產生的力與其牽引方向相反，當采煤機上行時，對輸送機產生下滑力F4，當采煤機下行時，對輸送機產生阻止下滑力。支架推移千斤頂對刮板輸送機產生的力隨支架推移桿導向變化而變化，當推移桿導向沿工作面傾斜方向向下時，推移輸送機會產生向下方向的下滑力；當推移桿導向沿工作面傾斜方向向上時，推移輸送機會使其產生阻止下滑力。

綜上所述，使刮板輸送機下滑的力為：F=1F+F2+F3+F4+F6，阻止刮板輸送機下滑的摩擦力為：。當F＞F'時，刮板輸送機所受的合力為下滑力，在下滑力的作用下，刮板輸送機產生向下方向的位移，即出現下滑現象；當F＜F'時，刮板輸送機所受的合力為向上方向的力，在這個力的作用下，刮板輸送機產生向上方向的位移，即出現上竄現象。

圖3 刮板輸送機受力示意圖

圖4 支架推移千斤頂使刮板輸送機受力示意圖

經驗判斷：(1)巷道中線控制法。在運輸巷、回風巷頂板上標注巷道中線，并在中線位置懸掛垂球線，在回采推進過程中測量垂球線距刮板輸送機機頭、機尾的距離，如果機頭(機尾)距離不斷增加，則說明刮板輸送機出現上竄或下滑。(2)液壓支架推移桿觀察法。在工作面回采推進過程中，注意觀察液壓支架推移桿的方向，在刮板輸送機穩定時，液壓支架推移桿基本處于支架底座中間，當液壓支架推移桿普遍偏向支架底座一側時，說明刮板輸送機己出現“上竄下滑”。

3 刮板輸送機“上竄下滑”的危害

(1)當刮板輸送機“上竄下滑”嚴重時，會導致工作面上、下端頭安全出口寬度不夠，工作面一端需擴幫保證安全出口暢通，另一端會出現空頂面積大、采煤機割不透煤壁等不利因素。(2)當刮板輸送機“上竄下滑”時，會導致轉載機尾與輸送機頭搭接不合理，在運轉過程中出現槽頭拉“回煤”的現象，造成刮板輸送機運轉負荷增大，嚴重時會出現輸送機開不動、拉斷鏈、燒壞電機等現象。(3)刮板輸送機“上竄下滑”會帶動推移桿上、下擺動，造成支架拉移時產生倒架、咬架、架向不正等現象，不利于頂板維護。(4)在調整刮板輸送機“上竄下滑”時，容易造成工作面直線度差、液壓支架頂梁咬死、液壓支架架向不正、頂板掉矸等問題，嚴重影響工作面的規格質量。

4 刮板輸送機“上竄下滑”的對策

(1)調整工作面偽斜。根據工作面傾角的大小合理調整工作面偽斜，工作面具體調斜量可以根據經驗公式計算得出。目前常用的經驗公式為：S=Ltan（α/3)S=4.6m式中，S為偽斜超前距；L為工作面傾斜長度，取261m；a為煤層傾角，取3°。

在工作面傾角保持3°的情況下，通過甩采，使下端頭超前上端頭4.6m的距離，基本可以控制工作面刮板輸送機的下滑。在調整工作面偽斜長度過程中，要采用大斜切和小斜切配合使用的方法，防止出現由于改變槽頭或槽尾的推進速度而造成液壓支架前梁咬死、擠架現象。在調整過程中，要及時調整架向和支架的狀態，防止倒架現象發生。

(2)工作面液壓支架架向調整。刮板輸送機與液壓支架互為支點進行前移，輸送機的“上竄下滑”受推移桿方向的影響較大，在工作面回采推進過程中出現輸送機“上竄下滑”時，要及時調整支架相對輸送機的方向，通過推移方向的改變來控制輸送機“上竄下滑”。當刮板輸送機出現上竄時，工作面應采取向上端頭方向調整支架尾部的方法，使支架推移桿斜向下推移輸送機；當刮板輸送機出現下滑時，工作面應采取向下端頭方向調整支架尾部的方法，使支架推移桿斜向上推移輸送機。

(3)改變割煤工藝。刮板輸送機出現“上竄下滑”時，可以臨時采用單向割煤，通過改變推槽順序進行調整。當輸送機上竄時，采用從下端頭向上端頭割煤然后向下返空機，從上向下依次推溜的方式進行調整；當輸送機下滑時，采用從上端頭向下端頭割煤向上返空機，從下向上依次推溜的方式進行調整。

(4)工程質量控制。工作面的工程質量對刮板輸送機“上竄下滑”的影響非常大，回采推進過程中必須保持工作面平直，防止出現由于工作面不直或輸送機不平而影響刮板輸送機的調整。

5 結語

綜采工作面刮板輸送機“上竄下滑”不但影響工作面的正常生產，而且給工作面的安全管理帶來很多麻煩。在生產過程中，要及時根據工作面的條件變化采取合理、科學的措施進行調整，以促進工作面正規循環率的提高，為綜采工作面安全快速回采提供保障。

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