關(guān)于綜采工作面防滑技術(shù)的探討

宋利華

摘要：綜采工作面由于受地質(zhì)構(gòu)造或傾角的加大，會(huì)出現(xiàn)刮板輸送機(jī)上竄下滑、支架歪架、倒架等現(xiàn)象，直接影響著煤礦的安全生產(chǎn)。文章以汝箕溝煤礦32211（3）綜采工作面采煤中遇到的問題為例進(jìn)行分析，總結(jié)出了綜采工作面?zhèn)涡背熬嚯x經(jīng)驗(yàn)公式，以供同類生產(chǎn)條件的礦井借鑒。

關(guān)鍵詞：綜采工作面；偽斜；防滑

中圖分類號：TD823文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號：1006-8937（2011）22-0177-01

近年來，隨著我國煤礦開采機(jī)械化程度的提高,綜合機(jī)械化采煤技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。但綜采工作面由于受煤層傾角的加大，給安全生產(chǎn)帶來諸多安全隱患。此時(shí)，工作面開切眼的布置往往與運(yùn)、回兩巷不能垂直布置，存在一個(gè)角度，即偽斜角，偽斜角的控制管理是綜采工作面能否正常高效推定的非常重要的因素。偽斜調(diào)整不當(dāng)，不僅會(huì)使運(yùn)輸機(jī)上竄下滑，造成上下出口難以管理，而且容易導(dǎo)致支架歪架、倒架，使頂板失控，直接影響著煤礦的安全生產(chǎn)。

1工作面概況

32211（3）綜采工作面切眼全長194 m，工作面循環(huán)進(jìn)度0.8 m，后段走向長度299 m，受地質(zhì)條件限制，切眼自然坡度為8°～12°，平均達(dá)9°(風(fēng)巷高于機(jī)巷)，工作面設(shè)計(jì)偽斜為1°14'，采用走向長壁傾斜分層金屬網(wǎng)假頂分層開采、全部垮落法管理頂板的綜合機(jī)械化采煤方法。煤層平均厚度4.05 m，在局部范圍煤層變化較大，自北東向南西逐漸變厚，屬特厚穩(wěn)定緩傾斜煤層。

2偽斜不合理對32211（3）綜采工作面回采的影響

及原因分析

①采煤機(jī)跑空刀。綜采工作面采煤機(jī)下行割煤、移架，但不推移刮板運(yùn)輸機(jī)，上行時(shí)采煤機(jī)跑空刀、推移運(yùn)輸機(jī)，使刮板運(yùn)輸機(jī)每循環(huán)都自下端頭逐架向上端頭推移。

②刮板運(yùn)輸機(jī)上竄下滑。工作面在過拐點(diǎn)時(shí)，因工作面角度和偽斜角度的影響，工作面刮板運(yùn)輸機(jī)上竄入上出口，導(dǎo)致上出口不暢通，維護(hù)不方便。由于受地質(zhì)因素影響，32211（3）綜采面為單斜構(gòu)造，運(yùn)回兩巷落差為35ｍ，工作面平均傾角9°，因而支架、運(yùn)輸機(jī)等沿斜面方向會(huì)產(chǎn)生一向下的分力。

③造成擠架、咬架甚至倒架。工作面因刮板運(yùn)輸機(jī)上竄嚴(yán)重，帶動(dòng)支架底座也向下滑移，后經(jīng)調(diào)整偽斜，同時(shí)采取措施使運(yùn)輸機(jī)逐步上移；但由于運(yùn)輸機(jī)上竄過程中，向上擺架不力，致使工作面中部有部分支架擠架咬架明顯，支架與工作面輸送機(jī)的不垂直，造成推拉頭、推拉塊、承載壓力大，致使工作面許多推拉頭彎曲變形，甚至斷裂。

3調(diào)斜防滑方式

①大斜式。實(shí)踐中每班對運(yùn)輸機(jī)的滑移觀察、計(jì)量，在運(yùn)輸機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)的搭接長度或支架推移桿發(fā)生輕微變向時(shí)，若機(jī)頭長，可多推進(jìn)運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭，少推進(jìn)運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾。即：在原先的兩循環(huán)期間，采兩次機(jī)頭、機(jī)尾變?yōu)椴扇螜C(jī)頭、兩次機(jī)尾或采兩次機(jī)頭一次機(jī)尾。若機(jī)尾長，可多推進(jìn)機(jī)尾，少推進(jìn)機(jī)頭，其工藝原理與機(jī)頭長時(shí)相同，但是在整個(gè)“大斜”調(diào)整過程中，采煤機(jī)都要跑整刀。

②小斜式。運(yùn)輸機(jī)下滑過快，不易迅速控制運(yùn)輸機(jī)下滑時(shí)，也可采用調(diào)小斜的方法穩(wěn)住運(yùn)輸機(jī)。即：若機(jī)頭長時(shí)，只采機(jī)頭，不采機(jī)尾（磨機(jī)頭）。根據(jù)實(shí)際情況，采煤機(jī)一次比一次跑得短（近），工作面形成人為的中間工作面，刮板運(yùn)輸機(jī)滯后形成“凸”狀，如此可控制運(yùn)輸機(jī)下滑?！靶⌒笔健贝嬖趪?yán)重的技術(shù)缺陷，這種磨采易造成擠架，此方式應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況（架松時(shí)）采用。

③支架的調(diào)向。所謂支架的調(diào)向就是：移架時(shí)，利用支架的尾調(diào)千斤頂或是用單體支柱頂在支架的下滑側(cè)推移，這既可適當(dāng)調(diào)整支架的方向，又有利于增加移架力。支架調(diào)向就是通過調(diào)整支架的推移方向來控制運(yùn)輸機(jī)下滑，一般與“大斜式”配合使用，否則很難使支架實(shí)現(xiàn)真正意義上的調(diào)向。

④控溜法。人為調(diào)整刮板輸送機(jī)推移方向，阻止其下滑，并逐步回調(diào)，致使刮板輸送機(jī)位置慢慢恢復(fù)正常。即：工作面每5～10架準(zhǔn)備一個(gè)小單體液壓支柱或者50T左右的千斤頂，推移運(yùn)輸機(jī)前，把立柱尾部固定在刮板輸送機(jī)下滑方向的鄰架底座前，頂部頂在運(yùn)輸機(jī)與本架相連的窩槽內(nèi)，兩頭都應(yīng)具有可靠的防滑措施。

⑤螺旋式。機(jī)尾（頭）長時(shí)，只采機(jī)尾（頭），不采機(jī)頭（尾），但采煤機(jī)必須跑到機(jī)頭（尾），采煤機(jī)跑到機(jī)頭（尾）前，運(yùn)輸機(jī)要預(yù)先拉回，機(jī)頭(尾)支架不動(dòng)，工作面始終保持直線標(biāo)準(zhǔn)。該方式使用過程中，必須最大限度利用支架掩護(hù)梁、尾梁側(cè)護(hù)千斤頂調(diào)整支架方向，否則易出現(xiàn)擠架、咬架等現(xiàn)象。

4工作面?zhèn)涡睌?shù)值的計(jì)算方法

4.1口標(biāo)高差推斷偽斜

最簡單的公式就是:較低的那端超前于較高端的兩巷高差的0.46倍。不過根據(jù)實(shí)際情況會(huì)有所出入，即：S=0.46（H2-H1），式中：S為偽斜超前距離，m；H2，H1為工作上出口標(biāo)高、下出口標(biāo)高，m。

4.2作面的真傾角推斷偽斜數(shù)值

①利用真傾角推斷工作面?zhèn)涡?。根?jù)經(jīng)驗(yàn)，偽斜角一般設(shè)計(jì)為切眼坡度角的1/3。實(shí)踐證明：開切眼坡度角小于15°的綜采工作面?zhèn)涡陛^易調(diào)整與掌握，但當(dāng)工作面切眼坡度角大于10°時(shí)，因?yàn)樯a(chǎn)中實(shí)際偽斜還受所用設(shè)備（支架、前部后部運(yùn)輸機(jī)等）及其連接方式的影響，工作面的實(shí)際偽斜較難掌握。即：S=L×tgα/3，式中：S為偽斜超前距離，m；L為工作面傾斜長度，m；α為煤層傾角，°。按照經(jīng)驗(yàn)公式，煤層傾角9°，采長為194 m時(shí)，偽斜超前距離應(yīng)為10.2 m，但當(dāng)偽斜控制在10.2 m時(shí)，回采過程中，運(yùn)輸機(jī)有下滑傾向，后逐漸加大偽斜距離，運(yùn)輸機(jī)下滑速度變緩。當(dāng)偽斜加大為12 m時(shí)，運(yùn)輸機(jī)停止下滑，當(dāng)超前距離為14 m時(shí)，運(yùn)輸機(jī)開始上竄，偽斜為18 m時(shí)，運(yùn)輸機(jī)上竄2 m。當(dāng)偽斜降至10 m時(shí)，工作面開始有下滑趨勢，在工作面傾角沒有大的變化的情況下，偽斜控制在10.5～12.5 m之間，工作面運(yùn)輸機(jī)沒有明顯的上竄下滑，都能保證工作面的正常推進(jìn)。

②真傾角的變化對偽斜的影響。在煤層傾角變小后，偽斜距離保持不變，運(yùn)輸機(jī)開始上竄，偽斜調(diào)小到一定值后，工作面推進(jìn)正常。這說明，在采長不變的情況下，偽斜超前距離與煤層傾角變化有關(guān)，當(dāng)煤層傾角變小，工作面運(yùn)輸機(jī)有上竄趨勢，當(dāng)煤層傾角變大時(shí)，反之。因此，理論上，只要找出傾角系數(shù)隨煤層傾角的變化規(guī)律，就可以通過計(jì)算確定出偽斜距離的波動(dòng)范圍。當(dāng)采長不變，若假設(shè)煤層傾角也不變，存在一個(gè)系數(shù)假設(shè)為μ，即這個(gè)工作面?zhèn)涡庇?jì)算公式就可以變?yōu)椋篠=L×tgμα/3即S=L×tgμα，則：μ＝(1/α)×arctgS/L。設(shè)工作面(開切眼)與回風(fēng)巷垂線調(diào)斜成γ角時(shí)，運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)滑移現(xiàn)象，800為一個(gè)循環(huán)進(jìn)度，則運(yùn)輸機(jī)將上竄800×tgγ（mm）。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)測，當(dāng)γ=0時(shí)，即工作面與風(fēng)機(jī)兩巷垂直時(shí)，每推進(jìn)一個(gè)循環(huán)，運(yùn)輸機(jī)下滑51 mm，若要運(yùn)輸機(jī)不下滑，必須800×tgγ=51，所以γ=1°44'。設(shè)偽斜距離（運(yùn)輸巷比材料巷多推的距離）為X，工作面長度M為194 m，則：X=Msinγ，得X=12.4。

經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證，將工作面調(diào)斜成機(jī)頭超前于機(jī)尾10.5～12.5 m之間偽斜能保證工作面的正常推進(jìn)。

5結(jié)語

32211（3）綜采工作面作為我礦唯一推進(jìn)的工作面，擔(dān)負(fù)著全礦全年的生產(chǎn)任務(wù)，確定偽斜是工作面能夠順利高效生產(chǎn)的主要因素之一，對我礦具有十分重要的意義。通過利用經(jīng)驗(yàn)公式，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)測，對32211（3）綜采工作面的偽斜給出了控制范圍，并針對工作面出現(xiàn)上竄下滑現(xiàn)象做出解釋并給出相應(yīng)的處理措施，對即將開采的32212（1）綜采工作面?zhèn)涡钡拇_定具有一定的借鑒價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李乃芳.大傾角煤層綜采技術(shù)實(shí)踐[J].煤礦開采,2009,(2).

[2] 廖米和,劉廣文.關(guān)于綜放工作面運(yùn)輸機(jī)竄動(dòng)的控制[J].煤礦機(jī)電,2003,（2）.