大傾角綜采工作面設備選型與安全保障對策研究

倪少軍

摘要：正確合理的對大傾角綜放工作面設備進行配套選型，使選用的成套設備適合煤層附存條件和礦井生產技術條件，獲得良好的使用效果。本文通過對大傾角工作面生產條件的分析，對設備選型配套及使用過程中存在的問題進行總結分析，提出解決方案，使得采煤設備更加能夠適應大傾角綜采工作面使用要求，大傾角綜采工作面能夠安全、高效的回采。

Abstract： Correct and reasonable selection and matching of large dip angle fully mechanized sublevel caving face equipment will make the selected equipment suitable for the condition of coal seams and the technical conditions of mine production and obtain good results. This article analyzes the production conditions of large dip angle working face， summarizes and analyzes the problems in equipment selection and use， and proposes solutions to make the coal mining equipment more able to adapt to the requirements of the fully mechanized mining face with large dip angle and to achieve safe and efficient recovery.

關鍵詞：大傾角；綜采工作面；設備選型；安全；高效

Key words： large dip angle；fully mechanized mining face；equipment selection；safety；high efficiency

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）25-0132-02

0 引言

栆泉煤礦12108大傾角綜采工作面是寧夏乃至西北所有礦井遇到的煤層傾角最大的一個工作面，12108大傾角綜采工作面走向長594m，工作面斜長170m，該綜采工作面為1煤層，工作面傾角32°～45°，煤層厚度3.6～4.5m，平均4.02m。棗泉煤礦12108大傾角綜采工作面的配套設備分別是由上海天地公司生產的MG450/1020-QWD型交流變頻采煤機，生產能力（t/h）：≥ 2000 t/h ；適應采高：2.5m-4.0 m；供電電壓：3300 V；總裝機功率：1020KW；截割電機功率：450KW；交流牽引電機功率：55KW；適應的工作面傾角：0～45°度 ，泵站功率20 KW；牽引速度（m/min）：0～7.9～13.2m/min；牽引力（KN）：727/436KN；總重：53t。“三機”使用由天地奔牛生產的SGZ960/1400型中雙鏈刮板輸送機，運輸能力1800T/h；SZZ1000/400中雙鏈轉載機， 運輸能力2600T/h，PLM3000型輪式破碎機，破碎能力3000T/h。基本支架為北煤機研制的ZF8600/18/35 型四柱支撐掩護式液壓支柱，中心距1750 mm。隨著礦井開采深度不斷加大，大傾角工作面將成為棗泉煤礦主力開采工作面，為使工作面能夠安全、高效回采，必須在生產過程中不斷總結、積累經驗，以適應礦井發展需要。

1 關鍵問題提出

1.1 設備選型配套的可靠性差 設備選型配套于簡單化，在配套過程中只偏重于防倒防滑及輔助設施的配置，忽略了提高與完善設備自身性能、設備之間相互關聯問題，不能很好的使設備適應現場實際生產需求，制約了工作面產能發揮。

1.2 采煤機制動與防滑問題凸顯 適應大傾角工作面生產的采煤機牽引及防滑問題尤為重要，如果采煤機制動性能差會造成采煤機下滑飛車，在檢修停機時，制動力矩不能滿足要求將造成嚴重的事故。

1.3 設備在使用過程中管理不當使設備損壞頻繁 大傾角工作面設備使用管理不容有半點疏忽，因采場管理不到位或其他人為因素很容易造成設備損壞，如刮板輸送機斷鏈等故障，故障發生后很難進行處理。

1.4 安全防護不到位 在大傾角綜采工作面回采過程中由于安全防護不到位，大塊矸石、大塊煤滾落傷人和損壞設備的事故屢屢發生。不僅加大了生產組織難度，而且對井下職工人身安全造成了很大的威脅。

2 設備選型于安全保障對策

2.1 采煤機技術性能要素 ①大傾角工作面采煤機選型主要需要考慮采煤機牽引及制動性能。目前所使用的交流電牽引均利用制動閘進行制動，制動閘必須根據工作力矩來計算制動力矩進行選用，一般情況下制動力矩必須大于最大工作力矩2/3。但制動閘為液壓制動，一旦制動閘失靈，將直接造成采煤機下滑事故。因此還必須采用其他方式進行制動。交流電牽引采煤機牽引調速系統使用變頻調速，在大傾角工作面使用時可實現四象限運行，實現回饋制動，需在變頻器中在反并聯一套有源逆變電路，或者采用交-交變頻器。回饋制動配合液壓制動能夠有效控制采煤機下滑，制動也比較平穩、可靠。②采煤機必須根據煤質、生產能力、采煤機自重及工作面傾角等因素合理選擇采煤機牽引機構，一般牽引力為采煤機總裝機功率的0.5倍，但大傾角工作面可考慮牽引力選為總裝機功率1倍，在牽引力選擇的同時還應考慮牽引機構強度問題，大傾角工作面搬運物料、更換大部件都會造成安全隱患，加強采煤機齒軌及行走輪強度，可有效減少設備磨損更換頻率，將采煤機齒軌由五節距齒軌變為四節距齒軌就可有效解決這一問題。③在緩傾斜煤層中采煤機潤滑系統多為飛濺潤滑，大傾角工作面會造成截割部供油困難，單一的飛濺潤滑無法滿足設備潤滑需求，需要增加齒輪泵進行強制潤滑。

2.2 刮板輸送機技術性能要素 ①在緩傾斜煤層開采時，刮板輸送機機頭、機尾減速箱都為飛濺潤滑，但大傾角工作面刮板輸送機容易發生供油不足現象，尤其是機頭部刮板輸送機，因此必須加裝強制潤滑泵，進行強制潤滑。②由于工作面傾角大，刮板輸送機上竄、下滑控制較為困難，刮板輸送機與轉載輸送機不能合理搭接，形成刮板輸送機底槽拉回頭煤，使運行阻力加大，刮板鏈拉斷，因此在選型時需適當考慮將刮板鏈強度增大，同時考慮增大接鏈環強度，預防斷鏈。

2.3 液壓支架技術性能要素 ①液壓支架必須安裝支架防倒及調架裝置，保證架型能夠滿足工作面生產需要，防止支架傾倒及咬架現象發生。②液壓支架控制易選用電液控操作，實現人員鄰架操作，確保人身安全。還需實現成組動作，減少時支架操作人員數量，實現快速移架，減少空頂時間。③液壓支架行人側需設置階梯踏板及扶手，防止人員行走時滑倒。

3 設備管理

大傾角工作面人員作業及大部件運輸非常困難，因此必須要加強日常管理，工作面必須平直，避免里出外進現象，底板必須平直，減少起伏段，尤其要杜絕局部急起急落，減少設備損壞。①加強采場管理。采場管理必須要為設備運行創造良好的運行環境，減少因采場條件惡劣而損壞設備。②減少人為失誤造成設備損壞。加強檢修、操作人員技能水平，制定標準作業流程與作業標準。③保證刮板輸送機與轉載輸送機搭接合理，刮板輸送機能夠正常泄煤，防止拉回頭煤現象，減少刮板機運行阻力，防止斷鏈事故發生。

4 安全防護

大傾角工作面極易發生大塊煤、矸滾落傷人或設備，因此需進行有效防護，防止大塊煤矸滾落傷人。在采煤機下行割煤時大塊煤從采煤機機身滑落，容易滾落到架間傷人，在采煤機機身上焊接擋矸裝置，將落煤擋住，讓其自行滑落入運煤流中，防止大塊煤、矸劃入架前或機頭砸傷人或設備。在刮板輸送機機頭與轉載機搭接處要設置擋矸板，在生產過程中要設置警戒，杜絕人員進入，防止大塊滾落砸傷行人。在檢修過程中必須在機道中設置橫截護網，防止傷人。

5 結論

隨著煤炭資源的開發與利用，寧東礦區在將來大傾角工作面開采的數量越來越多，棗泉煤礦為此進行了有益的探索與嘗試，分別從提高設備的選型質量，合理的采場管理和配以高素質的員工隊伍等方面為以后開采大傾角工作面的技術與現場管理起到了引領作用。

參考文獻：

[1]戴紹誠.高產高效綜合機械化采煤技術與裝備[M].煤炭工業出版社.

[2]李鋒.現代采掘機械[M].煤炭工業出版社.