2-2-501 綜采工作面調斜技術及應用

趙俊杰

（山西汾河焦煤股份有限公司三交河煤礦，山西 洪洞 041600）

三交河煤礦2-2-501 綜采工作面兩巷落差13.5～37.3 m，回采期間，受工作面地質條件、人員操作等因素的影響，造成工作面支架、刮板輸送機上竄下滑，嚴重時造成兩巷端頭安全出口不足0.8 m，甚至端頭支架緊靠煤幫，生產效率降低。本文以2-2-501 綜采工作面為例，采用相關技術及工藝，有效解決了支架及刮板輸送機上竄下滑問題。

1 概況

2-2-501 工作面順槽長度1240 m，切巷長度160 m，副巷高于正巷13.5～37.3 m，工作面坡度4.8°～13.1°，煤層平均厚度1.9 m，循環進度600 mm。受地質條件限制，末采位置時切巷自然坡度為13.1°，工作面停采位置時切巷自然坡度為13.2°。工作面設計偽斜為4.4°，即正巷超前副巷12 m。實際當工作面距末采位置剩余15 m 時，正巷超前副巷22 m，刮板輸送機及支架不下滑。

2 上竄下滑原因分析

2.1 上竄下滑原因

（1）受地質條件限制，兩巷坡度較大時，刮板輸送機受自身重力影響，產生下滑趨勢。

根據現場實際分析斜面上物體的受力情況，如圖1 所示。

F動= Gμcosα=mgμcosα，F靜= Gsinα=mgsinα，

式中：F 為指向運順的下滑分力，N；M 為刮板輸送機機身負荷（包括自重和載重），kg；α 為工作面傾角，（°）；μ 為動摩擦因數。

圖1 斜面物受力分析

經分析，工作面坡度越大，刮板輸送機下滑的趨勢越大。

（2）煤炭向下運輸，采煤機向機尾割煤等綜合作用下，使刮板機產生下滑趨勢。

（3）刮板輸送機下滑時帶動支架推移梁向下產生偏移趨勢，拉架時造成支架下滑，當采取的調斜措施不當，多次拉架后，使支架與刮板輸送機下滑。

（4）支架初撐力不足，支架上方頂板破碎等原因造成支架接頂不實，使支架頂梁在重力作用下向機頭側傾斜，造成支架下滑。

2.2 上竄下滑影響

（1）刮板輸送機下滑后，容易造成煤溢出轉載機擋板外，使得設備的運行阻力增加，情況嚴重，甚至造成輸送機不能正常運轉，或者損壞。

（2）刮板輸送機上竄下滑后，為保證轉載機正常搭接，上端頭安全出口不足0.8 m，為確保安全出口暢通，需擴幫，增加了回采過程中的工序和勞動強度，降低了勞動效率。

（3）刮板輸送機上竄下滑可造成支架上竄下滑，造成端頭需支護的面積增大，增加了端頭工的勞動強度及危險性。

（4）采煤機割不透煤壁，需采用人工處理三角煤，增加了采煤工序，加大了工人勞動強度，降低了正規循環率。

2.3 處理上竄下滑難點

正常生產期間工作面受地質條件的影響，切巷與正、副巷不垂直，存在一個角度，即偽斜角，偽斜角一般設計為切巷坡度（真傾角）的1/3～1/5。根據現場實際情況，切巷坡度小于10°時工作面容易調整掌握，工作面切巷坡度大于10°時，工作面的偽斜較難掌握。偽斜是一個較復雜、技術性較強的關鍵值，因此，在現場調斜期間，坡度較大時不僅需調整偽斜角，還需采取其他工藝進行輔助。

3 處理上竄下滑的方式

3.1 調整兩巷錯差

工作面切巷坡度大，將工作面調成上端頭超前下端頭一定距離，是解決工作面支架與刮板輸送機下滑的有效方法。超前距離計算如下：

設將切巷調斜，使切巷與上端頭巷道垂線成α角，若刮板輸送機及支架未出現滑移情況，則刮板輸送機將上竄600sinα（mm）。其中，600 mm 為循環進度。當α=0 時，每推進一個循環，刮板輸送機下滑36 mm。若要刮板輸送機不下滑，必須600sinα=36（α=3° 26′）。

圖2 偽斜角為α

設偽斜距離為X，則X ＝Msinα，其中M 為工作面長度（160 m），故X=9.6 m。

實踐中，將2-2-501 工作面調斜采成上端頭（機頭）超前下端頭（機尾）9.6 m。

3.2 調整采煤工藝

將采煤機雙滾筒割煤變為單滾筒割煤，采煤機向下割煤時，移架但不頂溜；采煤機向上割煤時跑空趟，采用支架推移刮板輸送機，使刮板輸送機每循環都自下向上頂溜。

3.3 外力調溜式

為確保刮板輸送機不下滑，可借助外力，在支架推移刮板輸送機期間同時斜向上給刮板輸送機一個力，阻止其下滑。即：工作面每15 架準備一根單體液壓支柱，推移刮板輸送機前，把單體柱液壓支柱放置在刮板輸送機下滑方向，尾部放置在刮板輸送機溜槽底部，頂部卡在臨近支架底座位置，推移刮板輸送機主要通過單體液壓支柱與支架同步完成。

4 現場實踐

防止工作面溜子上竄下滑，要在工作面推進期間調整好機頭機尾的推進次數，如果工作面偽斜角調大了，會造成刮板輸送機上竄，反之則下滑。因此，主要需要做如下工作。

（1）將工作面在垂直方向調斜，即上端頭超前下端頭一定距離，控制支架不下滑。

（2）自下而上推溜。

（3）控制好支架推移桿，確保支架推移桿不向下偏。

（4）機頭打戧柱，固定機頭，減少或防止機頭下滑。為保證刮板輸送機不上竄下滑，需采取以下措施：

① 工作面坡度小于5°時采取的調斜措施。當工作面兩巷落差在13.5～14 m 之間時，切巷坡度在4.8°～5°范圍內，工作面采用調整偽斜角來確保刮板輸送機不下滑。根據公式計算偽斜角為1.67°，正巷超前副巷4.7 m 時可確保刮板輸送機不上竄下滑。

② 當工作面坡度大于5°、小于10°時采取的調斜措施。當工作面兩巷落差在14～28 m 之間時，切巷坡度在5°～10°范圍內，采用兩種方式對工作面進行調斜：a.采用調整偽斜角將正巷調整超前副巷4.7～9.3 m；b.采用割上下刀的方式即機組從副巷進刀割上刀煤（下刀煤盡量留浮煤）不拉架及時打出前伸縮梁支護頂板，待割透機頭后，向機尾方向割下刀煤（清浮煤）拉架、推溜方式進行生產，可確保刮板輸送機不上竄下滑。

③ 當工作面坡度大于10°、小于11.2°時采取的調斜措施。當工作面兩巷落差在28～34 m 之間時，切巷坡度在10°～11.2°范圍內，采用四種方式對工作面進行調斜：a.采用調整偽斜角將正巷調整超前副巷至少9.3～10.5 m；b.機頭打戧柱將機頭固定牢固，減少機頭下滑；c.采用割上下刀的方式即機組從副巷進刀割上刀煤（下刀煤盡量留浮煤）不拉架及時打出前伸縮梁支護頂板，待割透機頭后，向機尾方向割下刀煤（清浮煤）拉架；d.采用多拉機頭少拉機尾，即拉一次機尾、兩次機頭，或兩次機尾、三次機頭可確保刮板輸送機不下滑。

④ 工作面坡度大于11.2°時采取的調斜措施。當工作面兩巷落差在34 m 時，工作面正巷距末采線剩余18.4 m，副巷距末采線剩余43.4 m，正巷超前副巷15 m。末采時兩巷落差為37.3 m，切巷坡度為13.1°，工作面末采線為副巷超前正巷10 m。如果正副巷均推至末采線必須在正巷推進18.4 m 期間將副巷推進43.4 m，即正巷拉一次機頭副巷最少拉2.5 次機尾，在正常推進期間還必須確保刮板輸送機不下滑。在以上特殊情況下，采用三種方式對工作面進行調斜：a.采用割上下刀的方式即機組從副巷進刀割上刀煤（下刀煤盡量留浮煤）不拉架及時打出前伸縮梁支護頂板，待割透機頭后，向機尾方向割下刀煤（清浮煤）拉架、推溜方式進行生產；b.機頭打戧柱將機頭固定牢固，減少機頭下滑；c.采用單體柱配合支架推移刮板輸送機，工作面每15 架準備一根單體液壓支柱，推移刮板輸送機前把單體柱液壓支柱放置在刮板輸送機下滑方向，尾部放置在刮板輸送機溜槽底部，頂部卡在臨近支架底座位置，單體柱相對支架成30o夾角向機尾方向給力，推溜期間單體柱起主要作用，支架頂溜器輔助可有效減少刮板輸送機下滑量。

5 結論

（1）通過對綜采工作面刮板輸送機及支架上竄下滑的原因進行剖析，得出了兩巷落差造成坡度是主要原因。

（2）提出了采取調整偽斜角、自下而上推溜等方法控制上竄下滑，并在現場采取了4 種措施，有效避免了刮板輸送機上竄下滑，保證了正常生產。

（3）2-2-501 綜采工作面調斜技術及應用成功解決了該工作面上竄下滑的問題，為同類型工作面的調斜技術提供了技術經驗。