綜放面刮板輸送機(jī)“上竄下滑”分析及控制

尚冬冬

(山西晉煤集團(tuán)臨汾晉牛煤礦投資有限責(zé)任公司，山西 臨汾 041099)

0 引言

綜放工作面“三機(jī)配套”中需要在支架前后各安裝一部刮板輸送機(jī)。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，由于地質(zhì)條件變化、現(xiàn)場(chǎng)管理不善、回采工藝等的影響，會(huì)造成刮板輸送機(jī)出現(xiàn)“上竄下滑”的問(wèn)題，嚴(yán)重影響了工作面設(shè)備的正常運(yùn)行，制約了礦井經(jīng)濟(jì)效益的提高[1]。文中從晉牛煤礦10102綜放面刮板輸送機(jī)布置入手，系統(tǒng)分析了造成刮板輸送機(jī)“上竄下滑”問(wèn)題的原因、危害，提出了控制該問(wèn)題的方法，為相似問(wèn)題的解決提供了理論依據(jù)。

1 工程背景

晉牛煤礦10102綜放面地面標(biāo)高+1 190～+1 320 m，井下標(biāo)高+1 004～+1 075 m，埋深約250～300 m。工作面設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度749 m，傾斜長(zhǎng)度130/180 m，煤層厚度為4.6～6.8 m，平均5.5 m，煤層傾角6°～10°，平均8°。工作面北臨二采區(qū)準(zhǔn)備大巷，東臨郭家莊煤礦邊界，南臨10104工作面，西臨一采區(qū)集中輔運(yùn)大巷。

工作面采用走向長(zhǎng)壁、后退式綜合機(jī)械化放頂煤，一次采全高頂板全部垮落采煤法，機(jī)采采高2.8 m，放頂煤厚度為2.7 m。工作面三機(jī)配套技術(shù)特征見(jiàn)表1。

表1 工作面三機(jī)配套技術(shù)特征表

2 刮板輸送機(jī)“上竄下滑”現(xiàn)象分析

2.1 產(chǎn)生的原因

在工作面正常回采過(guò)程中，刮板輸送機(jī)會(huì)出現(xiàn)“上竄下滑”的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象對(duì)刮板輸送機(jī)的正常工作和工作面的正常生產(chǎn)都會(huì)產(chǎn)生十分不利的影響。針對(duì)10102綜放面刮板輸送機(jī)的“上竄下滑”現(xiàn)象，結(jié)合工作面實(shí)際生產(chǎn)條件做了相應(yīng)的討論和分析[2]。

現(xiàn)場(chǎng)管理措施不到位：工作面三機(jī)配套方案確定后，正常回采期間應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“割煤-拉架-移前溜-放煤-清煤-移后溜-端頭支護(hù)及超前支護(hù)”的操作順序。但若是現(xiàn)場(chǎng)管理措施不到位，可能導(dǎo)致拉架移溜工作不夠規(guī)范化，不能使得支架移動(dòng)與刮板輸送機(jī)相互協(xié)調(diào)，會(huì)導(dǎo)致支架、刮板輸送機(jī)均出現(xiàn)下滑現(xiàn)象；針對(duì)刮板輸送機(jī)開(kāi)始出現(xiàn)的小范圍不正常移動(dòng)現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)管理人員應(yīng)采取積極應(yīng)對(duì)措施，消除隱患，避免產(chǎn)生更大的滑移事故。

工作面傾角影響：10102綜放面煤層傾角在6°～10°，工作面在機(jī)頭機(jī)尾兩位置出現(xiàn)一定的高度差，且10102綜放面底板泥巖抗壓強(qiáng)度平均8.9 MPa、抗拉強(qiáng)度平均0.21 MPa，底板易出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象。傾角的大小是直接影響刮板輸送機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素，傾角越大，刮板輸送機(jī)的自重在傾斜方向上的分力越大，同時(shí)運(yùn)輸?shù)拿禾坑捎谥亓ψ饔萌菀壮霈F(xiàn)向下堆積趨勢(shì)造成刮板輸送機(jī)下滑。底板出現(xiàn)底鼓后，使得原來(lái)布置好的刮板輸送機(jī)出現(xiàn)翹起問(wèn)題，在進(jìn)行推溜拉架過(guò)程中容易使得刮板輸送機(jī)向上運(yùn)動(dòng)，加大與轉(zhuǎn)載機(jī)重合部分，出現(xiàn)上竄事故。

刮板輸送機(jī)布置問(wèn)題：10102綜放面采用綜采放頂煤工藝，煤幫側(cè)和采空區(qū)側(cè)的刮板輸送機(jī)布置形式不相同。采空區(qū)側(cè)刮板輸送機(jī)與支架為柔性連接，為其提供了下滑的余地，同時(shí)移架過(guò)程中由于支架上方空頂或支撐力不足，支架容易發(fā)生偏移而帶動(dòng)刮板輸送機(jī)出現(xiàn)“上竄下滑”現(xiàn)象。而支架偏移之后，推移桿與前刮板輸送機(jī)的垂直狀態(tài)也被改變，推移前刮板輸送機(jī)時(shí)即不再按照直上直下軌跡運(yùn)動(dòng)，又會(huì)出現(xiàn)前刮板輸送機(jī)“上竄下滑”的事故，形成“后溜下滑、支架傾斜、前溜上竄”的惡性循環(huán)。

工作面回采工藝影響：10102綜放面第一次開(kāi)切眼工作面長(zhǎng)度為130 m，之后工作面又拓寬至180 m，在工作面斜長(zhǎng)變化的過(guò)程中，可能導(dǎo)致工作面機(jī)頭機(jī)尾處進(jìn)度不均勻，使刮板輸送機(jī)兩端出現(xiàn)“上竄下滑”事故；當(dāng)工作面調(diào)偽斜時(shí)，對(duì)前后進(jìn)刀步距未能調(diào)整好，超前距離過(guò)長(zhǎng)或不足都會(huì)導(dǎo)致刮板輸送機(jī)出現(xiàn)“上竄下滑”現(xiàn)象；工作面運(yùn)煤方向?qū)伟遢斔蜋C(jī)“上竄下滑”現(xiàn)象同樣有較大影響，運(yùn)煤過(guò)程中煤流產(chǎn)生的對(duì)刮板輸送機(jī)的反作用力也會(huì)造成刮板輸送機(jī)的“上竄下滑”。

2.2 刮板輸送機(jī)“上竄下滑”的危害

10102綜放面出現(xiàn)刮板輸送機(jī)“上竄下滑”現(xiàn)象是工作面管理不善的直接體現(xiàn)，同時(shí)也會(huì)影響工作面及礦井的正常安全生產(chǎn)。具體危害主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)[3]。

易造成生產(chǎn)事故：刮板輸送機(jī)出現(xiàn)“上竄下滑”的現(xiàn)象時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致刮板輸送機(jī)與支架和轉(zhuǎn)載機(jī)的連接出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致不能正常推溜拉架或煤炭轉(zhuǎn)載，滯留的煤炭會(huì)堆積在刮板輸送機(jī)上造成刮板輸送機(jī)負(fù)擔(dān)過(guò)重，易發(fā)生斷鏈或電機(jī)燒毀事故；支架不能及時(shí)向前推移會(huì)造成工作面懸頂長(zhǎng)時(shí)間暴露，在放頂煤條件下十分不利于工作面設(shè)備及人員的安全，容易造成生產(chǎn)事故。

易加大勞動(dòng)強(qiáng)度、降低安裝工程質(zhì)量：整個(gè)綜放面工序是互相協(xié)調(diào)、互相配合的，若是刮板輸送機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題，綜放面采煤機(jī)、液壓支架等其它設(shè)備都需要重新調(diào)整，調(diào)整期間還需要加強(qiáng)支護(hù)，加大了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，調(diào)整后的工作面設(shè)備需要重新調(diào)試，影響了工程質(zhì)量。

易降低生產(chǎn)效率與經(jīng)濟(jì)效益：工作面一旦出現(xiàn)“上竄下滑”的現(xiàn)象，必然需要調(diào)整刮板輸送機(jī)致其無(wú)法正常工作，在這期間，采煤機(jī)工作面采煤機(jī)也需要停機(jī)等待，在礦井未有下一工作面接續(xù)時(shí)，礦井生產(chǎn)效率變低，無(wú)法達(dá)到額定生產(chǎn)能力，由此導(dǎo)致了經(jīng)濟(jì)效益下降。

3 刮板輸送機(jī)的調(diào)整與控制

3.1 現(xiàn)場(chǎng)觀察判斷

對(duì)刮板輸送機(jī)的調(diào)整與控制首先應(yīng)判斷工作面刮板輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)和資料，觀察和判斷如下幾個(gè)方面[4]。

觀察刮板輸送機(jī)布置情況：觀察10102綜放面刮板輸送機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接是否出現(xiàn)過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短的情況，搭接過(guò)多為上竄征兆，搭接過(guò)少可能為下滑征兆；觀察推移桿與刮板輸送機(jī)是否垂直，兩者出現(xiàn)非垂直情況則要謹(jǐn)慎推溜移架，防止出現(xiàn)“上竄下滑”事故。

巷道中線測(cè)量：在10102綜放面運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷頂板上標(biāo)注巷道中線，在綜放面回采推進(jìn)過(guò)程中測(cè)量巷道中線距刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾的距離，正常情況下該距離應(yīng)當(dāng)在一定范圍之內(nèi)，若超出制定范圍則說(shuō)明刮板輸送機(jī)出現(xiàn)“上竄下滑”現(xiàn)象。

觀察支架布置情況：支架與刮板輸送機(jī)在工作面上互相影響，觀察支架與兩巷超前支護(hù)搭接是否合理，觀察工作面上下兩端端頭支架傾斜的方向和位移的大小，觀察測(cè)量端頭支架與煤壁的搭接長(zhǎng)度，正常狀態(tài)端頭支架超出煤壁1.2～1.5 m。

3.2 調(diào)整控制

對(duì)刮板輸送機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判定后，如果出現(xiàn)“上竄下滑”的現(xiàn)象，就要及時(shí)采取措施進(jìn)行控制，以防產(chǎn)生更嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故[5]。

合理設(shè)計(jì)工作面：合理設(shè)計(jì)工作面首先是要對(duì)開(kāi)切眼的位置進(jìn)行確定，開(kāi)切眼應(yīng)選擇在煤層起伏不大的區(qū)域，實(shí)際布置的綜放面將上端頭超前下端頭或下端頭超前上端頭一定距離，并在工作面生產(chǎn)中適時(shí)調(diào)整工作面，控制刮板輸送機(jī)不出現(xiàn)“上竄下滑”的現(xiàn)象；同時(shí)工作面可采取偽斜布置，人為降低工作面起伏高度，偽斜角度應(yīng)嚴(yán)格設(shè)計(jì)，既不能角度太大導(dǎo)致前輸送機(jī)上竄后輸送機(jī)下滑，也不能角度過(guò)小失去偽斜布置的意義。

合理調(diào)整工作面設(shè)備：刮板輸送機(jī)出現(xiàn)“上竄下滑”現(xiàn)象時(shí)，可采取調(diào)整液壓支架朝相反方向偏移的方式進(jìn)行復(fù)位；采用單體輔助的方式進(jìn)行推溜，配合支架推移千斤頂朝“上竄下滑”反方向進(jìn)行推移；還可以在每隔7～10架的范圍內(nèi)安裝牽引千斤頂，對(duì)刮板輸送機(jī)與竄滑方向相反的力進(jìn)行控制。

加強(qiáng)安裝工程質(zhì)量調(diào)節(jié)：綜放面的安裝工程質(zhì)量對(duì)避免出現(xiàn)刮板輸送機(jī)“上竄下滑”現(xiàn)象十分重要。回采過(guò)程中必須保持工作面煤壁直、刮板輸送機(jī)直、支架直，頂?shù)装逡惨秸舷鲁隹跁惩ǎ瑫r(shí)應(yīng)提高工作面人員管理水平和技術(shù)水平，避免出現(xiàn)刮板輸送機(jī)“上竄下滑”現(xiàn)象。

4 結(jié)語(yǔ)

10102綜放面出現(xiàn)刮板輸送機(jī)“上竄下滑”現(xiàn)象的原因是多樣的，事故一旦發(fā)生就會(huì)造成工作面安全生產(chǎn)事故，降低礦井經(jīng)濟(jì)效益。文章提出了判別出現(xiàn)“上竄下滑”事故的現(xiàn)象，可以采取合理設(shè)計(jì)工作面、調(diào)整工作面設(shè)備及加強(qiáng)安裝工程質(zhì)量管理的方式避免事故的發(fā)生，達(dá)到保證綜放面安全高效生產(chǎn)的目的。