大傾角綜放工作面上竄下滑的原因及防治

文/張紅義

大傾角綜放工作面上竄下滑的原因及防治

文/張紅義

霍州煤電呂臨能化公司龐龐塔礦井工作面切巷坡度18°～42°，煤層厚度6.3m左右，采用綜采放頂煤技術回采。由于工作面傾角大，支架、輸送機常常出現(xiàn)上竄下滑，現(xiàn)就產(chǎn)生的原因及治理進行一些探討。

一、工作面支架、輸送機上竄下滑原因

1. 特殊的地質條件

（1）煤層底板對金屬的摩擦系數(shù)0.35～0.40，相對應的摩擦角為18°～20°。因工作面常有淋水以及降塵灑水，使摩擦系數(shù)進一步降低，致使煤層傾角在12°時，就有可能由于輸送機和支架的自重引起下滑。工作面傾角大，支架重力沿煤層傾斜方向的分力大于支架底座與底板間的摩擦力，并且沿工作面排列的液壓支架傾斜角度自然加大，在升架、降架和移架過程中，支架受自身重力作用，有向下側方下滑的趨勢。另外，工作面傾角大，工作面輸送機出現(xiàn)下滑，帶動支架下滑更易發(fā)生。

（2）工作面的頂板受構造影響，頂板破碎，再加上支架頂梁接頂效果不好或支架頂梁上方塌空，造成支架受力不均，導致支架下滑現(xiàn)象發(fā)生。

2.設備原因

工作面長度比支架與刮板輸送機長，工作面兩端頭推進速度與工作面內的推進速度不一致，支架與刮板輸送機不能保證與工作面一條線，設備局部彎曲過大，使在移架與推刮板輸送機時不能按正常工序進行，因此極易發(fā)生竄動，一旦竄動量過大，就會出現(xiàn)支架、輸送機下滑。

3.現(xiàn)場管理不到位

（1）采煤機司機在割煤過程中，由于操作不當或注意力不集中，使工作面采高超過液壓支架的允許采高范圍時，出現(xiàn)支架接頂效果不好，再加上支架重心上移，穩(wěn)定性相對較差。

（2）推移不當，次數(shù)過多地從工作面某端開始推移。

（3）輸送機機頭與轉載機機尾搭接不當，導致輸送機底鏈反向帶煤、底板沒割平或移輸送機時過多浮煤及硬矸進入底槽，致使底鏈與底板摩擦阻力過大，均能引起輸送機下滑。

（4）工作面刮板輸送機控制不當，造成上竄下滑，帶動支架下滑。當煤層傾角大于12°時，由于輸送機自身重力原因使輸送機下滑，如圖1所示。輸送機在重力G的分力G1的作用下下滑，導致支架的推拉桿與輸送機的連接偏移垂直方向。生產(chǎn)過程中因為重力的分力G1及推力F的分力F2的合力作用促使輸送機下滑加劇，推拉桿的偏移更加嚴重，從而加劇輸送機的竄動，造成支架下滑。液壓支架受力如圖2所示。F1為輸送機竄動對支架產(chǎn)生的拉力。Fy1為頂板動、靜壓對支架產(chǎn)生的壓力沿煤層傾向方向的分力。Gz1為支架自身重力沿煤層傾向方向的分力。f 為頂?shù)装鍖χЪ墚a(chǎn)生的摩擦力。液壓支架在F1、Fy1、Gz1、f的合力作用下將產(chǎn)生下滑現(xiàn)象。

（5）生產(chǎn)過程中，工作面順槽兩巷超前或滯后的距離不合理，造成上竄下滑。

圖1 刮板輸送機受力分析

圖2 支架受力分析

二、工作面上竄下滑預防與治理

1.確定合理回采工藝

根據(jù)龐龐塔煤礦5-101綜放工作面出現(xiàn)支架輸送機上竄下滑等現(xiàn)象，考慮到采煤機裝煤效果差，決定改變采煤工藝，采用采煤機單向割煤，增加裝煤工序，下行割煤，上行裝煤，往返進一刀的采煤工藝。

（1）采取采煤機由機頭向機尾返空刀裝煤工序與推溜工序同步進行的作業(yè)方式。

（2）上端頭進刀，往機尾行走割三角煤，下行割煤，是非常有效的辦法，針對傾角大工作面若中部或下端送進刀，很容易導致溜子下滑，進而拉架支架下滑、咬架、倒架，在生產(chǎn)過程中要杜絕此類現(xiàn)象。

（3）嚴格把握推移輸送機順序。下滑嚴重時可采取單向割煤，即采煤機從工作面上端開始自上而下割煤。單向推移輸送機，即從工作面下端開始自下而上，采煤機返回空刀裝煤后，推移輸送機。

（4）安裝防滑千斤頂。即每隔6m在支架底座裝設一個錨固千斤頂錨固機槽，推移輸送機時，千斤頂處于拉緊狀態(tài)，但推移千斤頂推力大，仍能使輸送機前移，但不下滑，移架時防滑千斤頂松開，移架后仍處于拉緊狀態(tài)。

2.調偽斜，確定合適的調斜參數(shù)

根據(jù)實際觀測情況確定合適的調斜比例參數(shù)，工作面調斜距離按正副巷標高差的2/5來確定正巷超前副巷推進距離，基本避免了工作溜子支架的上竄下滑。

（1）以機頭為調斜中心，為避免調斜過程中輸送機上竄過多，機頭機尾按1∶10的比例加采機尾。

（2）采用短刀和長刀相結合，每5刀割一個通刀，第二循環(huán)通刀割透后將機頭移過。

（3）工作面加采機尾55m后，保持工作面機頭超前機尾12m，開始正常平推。

（4）工作面開始大比例調斜前，要使工作面進入實茬煤壁，頂板正常之后進行調斜開采。開始回采時，要先以1∶2或1∶3比例，使工作面進入實茬煤壁，小比例加斜，機頭進3m后再改為大比例調斜。

（5）割煤采用下行割煤方式，移輸送機為自上而下順序推移，支架調向利用側護板將尾梁向機尾方向調向。由于選擇了自上而下的移輸送機的方式，使機尾掐縮工作量減小，但容易造成支架掐架?？梢圆捎脧臋C頭向機尾割煤的單向割煤方式，移架從下往上順序移，支架不易掐架，但機尾的掐縮輸送機工作量增加。

3.帶壓移架

（1）帶壓擦頂移架，加快移架速度。采用帶壓擦頂?shù)囊萍艽胧?，這樣頂板對支架產(chǎn)生的摩擦力指向采空區(qū)，以抵消支架自重和架后冒落矸石重量產(chǎn)生的下滑分力，改變了支架的受力狀態(tài)，從而制止了支架的下滑和轉動。

（2）端頭支架的穩(wěn)定是防止基本支架下滑的關鍵所在。利用液壓單體支柱斜撐端頭支架底座。1#架的位置很關鍵，1#支架下滑，其它支架隨著下滑。工作面拉架時在側面用單體支柱扶架，防止支架向正巷側下滑。

4.防治輸送機下滑

輸送機下滑往往牽動支架下滑，損壞拉架推移輸送機千斤頂，輸送機機頭與轉載機機尾不能正常搭接，煤滯留于工作面端頭，導致工作面條件惡化。

（1）防止煤矸進入底槽，以減少底鏈運行阻力。

（2）工作面適當調為煤層偽斜方向布置。

（3）用單體液壓支柱頂住機頭（尾），推移時，將首先移完的機頭（尾）錨固好后，用單體柱斜支在底座下側，然后再繼續(xù)推移。

（4）在移輸送機時，不能同時松開機頭和機尾的錨固裝置，移完后應立即錨固，必要時在機頭（尾）架底梁上用單體液壓柱加強錨固。

（5）錨固輸送機。利用錨固裝置對輸送機的機頭、機尾進行錨固，以防止輸送機沿工作面下滑，進而利用相互制約關系防止液壓支架下滑。

（6）上行順序推移。采用上行順序移工作面輸送機和移動液壓支架可有效地防止兩者下滑。

5.加強監(jiān)測

加強輸送機上竄下滑的監(jiān)測。在上、下順槽每10m布置一組測點，每班驗收員要把輸送機上竄下滑數(shù)據(jù)和兩頭推進進尺測量結果填寫在驗收記錄上，工程技術人員根據(jù)現(xiàn)場實際和測定數(shù)據(jù)，確定調斜數(shù)據(jù)，控制推進度，達到防止上竄下滑目的。

（作者單位：霍州煤電呂臨能化公司龐龐塔煤礦）

（責任編輯：李元）