綜放面刮板輸送機“上竄下滑”分析及控制

尚冬冬

(山西晉煤集團臨汾晉牛煤礦投資有限責(zé)任公司，山西 臨汾 041099)

0 引言

綜放工作面“三機配套”中需要在支架前后各安裝一部刮板輸送機。在實際生產(chǎn)過程中，由于地質(zhì)條件變化、現(xiàn)場管理不善、回采工藝等的影響，會造成刮板輸送機出現(xiàn)“上竄下滑”的問題，嚴(yán)重影響了工作面設(shè)備的正常運行，制約了礦井經(jīng)濟效益的提高[1]。文中從晉牛煤礦10102綜放面刮板輸送機布置入手，系統(tǒng)分析了造成刮板輸送機“上竄下滑”問題的原因、危害，提出了控制該問題的方法，為相似問題的解決提供了理論依據(jù)。

1 工程背景

晉牛煤礦10102綜放面地面標(biāo)高+1 190～+1 320 m，井下標(biāo)高+1 004～+1 075 m，埋深約250～300 m。工作面設(shè)計走向長度749 m，傾斜長度130/180 m，煤層厚度為4.6～6.8 m，平均5.5 m，煤層傾角6°～10°，平均8°。工作面北臨二采區(qū)準(zhǔn)備大巷，東臨郭家莊煤礦邊界，南臨10104工作面，西臨一采區(qū)集中輔運大巷。

工作面采用走向長壁、后退式綜合機械化放頂煤，一次采全高頂板全部垮落采煤法，機采采高2.8 m，放頂煤厚度為2.7 m。工作面三機配套技術(shù)特征見表1。

表1 工作面三機配套技術(shù)特征表

2 刮板輸送機“上竄下滑”現(xiàn)象分析

2.1 產(chǎn)生的原因

在工作面正常回采過程中，刮板輸送機會出現(xiàn)“上竄下滑”的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象對刮板輸送機的正常工作和工作面的正常生產(chǎn)都會產(chǎn)生十分不利的影響。針對10102綜放面刮板輸送機的“上竄下滑”現(xiàn)象，結(jié)合工作面實際生產(chǎn)條件做了相應(yīng)的討論和分析[2]。

現(xiàn)場管理措施不到位：工作面三機配套方案確定后，正?；夭善陂g應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行“割煤-拉架-移前溜-放煤-清煤-移后溜-端頭支護及超前支護”的操作順序。但若是現(xiàn)場管理措施不到位，可能導(dǎo)致拉架移溜工作不夠規(guī)范化，不能使得支架移動與刮板輸送機相互協(xié)調(diào)，會導(dǎo)致支架、刮板輸送機均出現(xiàn)下滑現(xiàn)象；針對刮板輸送機開始出現(xiàn)的小范圍不正常移動現(xiàn)象，現(xiàn)場管理人員應(yīng)采取積極應(yīng)對措施，消除隱患，避免產(chǎn)生更大的滑移事故。

工作面傾角影響：10102綜放面煤層傾角在6°～10°，工作面在機頭機尾兩位置出現(xiàn)一定的高度差，且10102綜放面底板泥巖抗壓強度平均8.9 MPa、抗拉強度平均0.21 MPa，底板易出現(xiàn)底鼓現(xiàn)象。傾角的大小是直接影響刮板輸送機穩(wěn)定運行的主要因素，傾角越大，刮板輸送機的自重在傾斜方向上的分力越大，同時運輸?shù)拿禾坑捎谥亓ψ饔萌菀壮霈F(xiàn)向下堆積趨勢造成刮板輸送機下滑。底板出現(xiàn)底鼓后，使得原來布置好的刮板輸送機出現(xiàn)翹起問題，在進行推溜拉架過程中容易使得刮板輸送機向上運動，加大與轉(zhuǎn)載機重合部分，出現(xiàn)上竄事故。

刮板輸送機布置問題：10102綜放面采用綜采放頂煤工藝，煤幫側(cè)和采空區(qū)側(cè)的刮板輸送機布置形式不相同。采空區(qū)側(cè)刮板輸送機與支架為柔性連接，為其提供了下滑的余地，同時移架過程中由于支架上方空頂或支撐力不足，支架容易發(fā)生偏移而帶動刮板輸送機出現(xiàn)“上竄下滑”現(xiàn)象。而支架偏移之后，推移桿與前刮板輸送機的垂直狀態(tài)也被改變，推移前刮板輸送機時即不再按照直上直下軌跡運動，又會出現(xiàn)前刮板輸送機“上竄下滑”的事故，形成“后溜下滑、支架傾斜、前溜上竄”的惡性循環(huán)。

工作面回采工藝影響：10102綜放面第一次開切眼工作面長度為130 m，之后工作面又拓寬至180 m，在工作面斜長變化的過程中，可能導(dǎo)致工作面機頭機尾處進度不均勻，使刮板輸送機兩端出現(xiàn)“上竄下滑”事故；當(dāng)工作面調(diào)偽斜時，對前后進刀步距未能調(diào)整好，超前距離過長或不足都會導(dǎo)致刮板輸送機出現(xiàn)“上竄下滑”現(xiàn)象；工作面運煤方向?qū)伟遢斔蜋C“上竄下滑”現(xiàn)象同樣有較大影響，運煤過程中煤流產(chǎn)生的對刮板輸送機的反作用力也會造成刮板輸送機的“上竄下滑”。

2.2 刮板輸送機“上竄下滑”的危害

10102綜放面出現(xiàn)刮板輸送機“上竄下滑”現(xiàn)象是工作面管理不善的直接體現(xiàn)，同時也會影響工作面及礦井的正常安全生產(chǎn)。具體危害主要表現(xiàn)在以下幾點[3]。

易造成生產(chǎn)事故：刮板輸送機出現(xiàn)“上竄下滑”的現(xiàn)象時，可能會導(dǎo)致刮板輸送機與支架和轉(zhuǎn)載機的連接出現(xiàn)問題，導(dǎo)致不能正常推溜拉架或煤炭轉(zhuǎn)載，滯留的煤炭會堆積在刮板輸送機上造成刮板輸送機負(fù)擔(dān)過重，易發(fā)生斷鏈或電機燒毀事故；支架不能及時向前推移會造成工作面懸頂長時間暴露，在放頂煤條件下十分不利于工作面設(shè)備及人員的安全，容易造成生產(chǎn)事故。

易加大勞動強度、降低安裝工程質(zhì)量：整個綜放面工序是互相協(xié)調(diào)、互相配合的，若是刮板輸送機出現(xiàn)問題，綜放面采煤機、液壓支架等其它設(shè)備都需要重新調(diào)整，調(diào)整期間還需要加強支護，加大了工人的勞動強度，調(diào)整后的工作面設(shè)備需要重新調(diào)試，影響了工程質(zhì)量。

易降低生產(chǎn)效率與經(jīng)濟效益：工作面一旦出現(xiàn)“上竄下滑”的現(xiàn)象，必然需要調(diào)整刮板輸送機致其無法正常工作，在這期間，采煤機工作面采煤機也需要停機等待，在礦井未有下一工作面接續(xù)時，礦井生產(chǎn)效率變低，無法達到額定生產(chǎn)能力，由此導(dǎo)致了經(jīng)濟效益下降。

3 刮板輸送機的調(diào)整與控制

3.1 現(xiàn)場觀察判斷

對刮板輸送機的調(diào)整與控制首先應(yīng)判斷工作面刮板輸送機的運行狀態(tài)，根據(jù)收集到的數(shù)據(jù)和資料，觀察和判斷如下幾個方面[4]。

觀察刮板輸送機布置情況：觀察10102綜放面刮板輸送機與轉(zhuǎn)載機搭接是否出現(xiàn)過長或過短的情況，搭接過多為上竄征兆，搭接過少可能為下滑征兆；觀察推移桿與刮板輸送機是否垂直，兩者出現(xiàn)非垂直情況則要謹(jǐn)慎推溜移架，防止出現(xiàn)“上竄下滑”事故。

巷道中線測量：在10102綜放面運輸巷、回風(fēng)巷頂板上標(biāo)注巷道中線，在綜放面回采推進過程中測量巷道中線距刮板輸送機機頭、機尾的距離，正常情況下該距離應(yīng)當(dāng)在一定范圍之內(nèi)，若超出制定范圍則說明刮板輸送機出現(xiàn)“上竄下滑”現(xiàn)象。

觀察支架布置情況：支架與刮板輸送機在工作面上互相影響，觀察支架與兩巷超前支護搭接是否合理，觀察工作面上下兩端端頭支架傾斜的方向和位移的大小，觀察測量端頭支架與煤壁的搭接長度，正常狀態(tài)端頭支架超出煤壁1.2～1.5 m。

3.2 調(diào)整控制

對刮板輸送機的運行狀態(tài)進行判定后，如果出現(xiàn)“上竄下滑”的現(xiàn)象，就要及時采取措施進行控制，以防產(chǎn)生更嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故[5]。

合理設(shè)計工作面：合理設(shè)計工作面首先是要對開切眼的位置進行確定，開切眼應(yīng)選擇在煤層起伏不大的區(qū)域，實際布置的綜放面將上端頭超前下端頭或下端頭超前上端頭一定距離，并在工作面生產(chǎn)中適時調(diào)整工作面，控制刮板輸送機不出現(xiàn)“上竄下滑”的現(xiàn)象；同時工作面可采取偽斜布置，人為降低工作面起伏高度，偽斜角度應(yīng)嚴(yán)格設(shè)計，既不能角度太大導(dǎo)致前輸送機上竄后輸送機下滑，也不能角度過小失去偽斜布置的意義。

合理調(diào)整工作面設(shè)備：刮板輸送機出現(xiàn)“上竄下滑”現(xiàn)象時，可采取調(diào)整液壓支架朝相反方向偏移的方式進行復(fù)位；采用單體輔助的方式進行推溜，配合支架推移千斤頂朝“上竄下滑”反方向進行推移；還可以在每隔7～10架的范圍內(nèi)安裝牽引千斤頂，對刮板輸送機與竄滑方向相反的力進行控制。

加強安裝工程質(zhì)量調(diào)節(jié)：綜放面的安裝工程質(zhì)量對避免出現(xiàn)刮板輸送機“上竄下滑”現(xiàn)象十分重要?；夭蛇^程中必須保持工作面煤壁直、刮板輸送機直、支架直，頂?shù)装逡惨秸?，上下出口暢通，同時應(yīng)提高工作面人員管理水平和技術(shù)水平，避免出現(xiàn)刮板輸送機“上竄下滑”現(xiàn)象。

4 結(jié)語

10102綜放面出現(xiàn)刮板輸送機“上竄下滑”現(xiàn)象的原因是多樣的，事故一旦發(fā)生就會造成工作面安全生產(chǎn)事故，降低礦井經(jīng)濟效益。文章提出了判別出現(xiàn)“上竄下滑”事故的現(xiàn)象，可以采取合理設(shè)計工作面、調(diào)整工作面設(shè)備及加強安裝工程質(zhì)量管理的方式避免事故的發(fā)生，達到保證綜放面安全高效生產(chǎn)的目的。