綜采工作面設(shè)備上竄下滑原因分析及預防措施研究

陜西蒲白西固煤業(yè)有限責任公司 陜西 渭南 715600

1 引言

在目前的煤礦生產(chǎn)中，通過各種類型綜采設(shè)備的應(yīng)用提升了煤礦開采效率，提高了安全保障能力。隨著綜采工作面各類綜采機械設(shè)備種類和數(shù)量不斷增多，尤其是在工作面地質(zhì)條件比較復雜、煤層傾角較大的情況下，容易出現(xiàn)綜采工作面設(shè)備的上竄下滑問題，影響綜采工作面的正常推采，對煤礦安全和高效生產(chǎn)造成一定影響。這就需要分析此問題的原因并研究和采取相應(yīng)的預防措施。

2 某綜采工作面概況

以渭北煤田的某綜采工作面為例。該面采用走向長壁綜合機械化一次采全高采煤法，開采5#煤層，煤層賦存較為穩(wěn)定，煤層傾角變化不大，煤層傾角約為8°～12°左右，煤層平均厚度3.5m。根據(jù)上下順槽已揭露的情況分析，該工作面地質(zhì)構(gòu)造相對復雜，共有7條正斷層發(fā)育，受煤層賦存和斷層影響，該面兩順槽起伏較大，沿工作面方向傾角10°左右，最大傾角達到16°。工作面采用MG300/730-WD1雙滾筒采煤機機械落煤，采煤機滾筒配合SGZ-730/500刮板機鏟煤板裝煤，刮板輸送機、轉(zhuǎn)載機、可伸縮膠帶輸送機聯(lián)合運煤，采用ZY4300/16/35液壓支架支護頂板，最小采高1.6m，最大采高3.5m，設(shè)計采高3.2m，循環(huán)進度0.6m，采用全部垮落法處理采空區(qū)頂板。

3 綜采工作面設(shè)備上竄下滑原因分析

3.1 受煤層傾角變化的影響 在綜采工作面生產(chǎn)中比較常見底板起伏或單斜現(xiàn)象，工作面長度隨之發(fā)生變化，容易導致工作面輸送機機頭上竄下滑現(xiàn)象，出現(xiàn)與運輸巷轉(zhuǎn)載機之間的搭接異?，F(xiàn)象，并造成端頭支架無法對運輸巷起到支護作用或者端頭支架貼幫難于移架等問題。

此外，在綜采工作面處于俯采狀態(tài)時，一旦出現(xiàn)兩順槽坡度不相等的情況，而且這兩種巷道的坡度都超過了6°，在割煤作業(yè)中則會造成輸送機和支架的上竄問題。這主要由于工作面上半部落底下坡時會將弦邊變?yōu)楣蛇叄@就會使得煤壁變短量超過了下滑量。但是在下落地隨著運輸巷由股邊變位弦邊的過程中，又會出現(xiàn)煤壁變長亮超過輸送機下滑量的情況，會造成運輸巷輸送機不接煤的問題。

3.2 受工作面調(diào)斜或者兩順槽推進度不一致的影響 在工作面推進過程中，根據(jù)地質(zhì)變化有時需將工作面調(diào)斜，若工作面的上端頭推進較快，下端頭推進較慢時，液壓支架的推拉桿會存在一個向下端頭的分力，當多架液壓支架的推移分力之和大于輸送機底板的摩擦力時，輸送機就會出現(xiàn)向下滑動的趨勢，如果不及時調(diào)整，下滑位移更加明顯，反之就會出現(xiàn)上竄。

3.3 受重力、切割阻力和牽引力等的影響 當煤層傾角增大時，支架在自身重力的作用下，升降支架過程中慢慢向下滑動，造成支架推拉頭向另一側(cè)上偏，推移輸送機后造成輸送機上竄。在使用中還會受到切割阻力以及采煤機牽引等因素的影響，容易在輸送機推移時出現(xiàn)下滑問題。同時由于支架和連桿以及前部輸送機連接，一旦出現(xiàn)輸送機下滑的問題則會造成連桿偏斜，導致輸送機順著這些偏斜方向移動，同樣也會帶動支架順著這個方向下移。在經(jīng)過多次上述現(xiàn)象之后就會不斷積累輸送機和支架的下滑量，容易導致輸送機機頭對運輸巷擠壓而對后部煤炭運輸造成嚴重的影響，導致出現(xiàn)重大安全事故等問題。

4 綜采工作面設(shè)備上竄下滑預防措施

4.1 上竄預防措施 一是如果在綜采工作面處于俯采狀態(tài)且兩巷坡度一樣，都在5°以下，為了防止上竄問題，則需要采取下行順序推移輸送機和支架的方式。如果已經(jīng)出現(xiàn)了后部機頭過長而影響接煤的問題，則需要應(yīng)用液壓支柱對刮板輸送機進行整體上推來保證二者之間的合理搭接。二是針對同樣為俯采狀態(tài)下的綜采工作面，如果回風巷的坡度比運輸巷的小，則可以對工作面進行調(diào)斜處理，同樣應(yīng)用下行順序推移方式來防止輸送機和支架上竄。也就是對工作面進行調(diào)斜時調(diào)整為上部超前但是下部落后的狀態(tài)，實現(xiàn)工作面設(shè)備合力方向的改變。這樣就可以利用進刀時產(chǎn)生的下滑量和設(shè)備自重引起的下滑量來對上竄量進行平衡。而上述調(diào)斜角度需要按照運輸巷的坡度來確定，比如在切巷的坡度為10～20°時，且運輸巷的坡度為10～25°時，而且運輸巷的坡度比回風巷的大，則需要經(jīng)過調(diào)節(jié)之后確保回風巷超前5～10m來預防上竄問題。

4.2 下滑預防措施 同樣是在俯采作業(yè)中，如果煤層傾角在5°以內(nèi)，為了預防工作面設(shè)備下滑問題可以采取上行順序推前部設(shè)備的方式。針對已經(jīng)出現(xiàn)的后部機頭過短和無法正常接煤的問題，則可以通過單體液壓支柱對后部刮板輸送機來推動，確保設(shè)置之間的順利搭接，解決下滑造成的問題。此外，也可以通過調(diào)斜的方式，將工作面調(diào)成下部超前而上部落后的狀態(tài)，實現(xiàn)對設(shè)備前進方向的改變，利用進刀產(chǎn)生的反作用來平衡設(shè)備的下滑量，保證設(shè)備之間的順利搭接。在上述調(diào)斜過程中，針對切巷坡度在10°以下的情況，通常調(diào)節(jié)運輸巷超前3～6m。而如果此坡度超過10°但是在18°以下，則需要調(diào)節(jié)超前8～14m。如果坡度超過了18°但是在25°以內(nèi)，或者僅僅是局部在30°以上，兩巷也是平巷，則可以調(diào)節(jié)超前為15～22m，在上述調(diào)斜過程中需要保證設(shè)備前部連接正常以及工作面平直。

5 結(jié)語

綜采工作面開采作業(yè)中容易由于各種原因而導致設(shè)備出現(xiàn)上竄或者是下滑問題，容易影響回風巷和運輸巷之間設(shè)備的順利搭接，甚至發(fā)生擠架、咬架現(xiàn)象。因此，在分析產(chǎn)生上述設(shè)備上竄或下滑問題的原因之后，文章也提出了相應(yīng)的問題預防措施，有助于保證工作面設(shè)備的順利搭接和安全生產(chǎn)。