浅析大倾角综采工作面设备倒滑控制技术研究

　　浅析大倾角综采工作面设备倒滑控制技术研究

　　山东能源临矿集团田庄煤矿 张全川 魏玉辉 韩希才

　　摘　要：本文浅析大倾角综采工作面设备防倒防滑的重要性。一般当煤层倾角过大 (大于20°)时，综采工作面设备的防倒防滑问题便成制约安全生产的重要因素。因此，研究综采工作面设备的防倒防滑问题成为了前沿尖端课题，以正确的理论指导现场安全生产成为了势在必行的途径。本文分析介绍大倾角综采工作面设备防倒防滑的原因，并针对其原因在生产过程中采取安全技术措施进行研究。

　　关键词：综采工作面 大倾角 设备 防倒防滑

　　一、概 述

　　在煤矿开采过程中，对于倾角>20°的工作面，采用综合机械化回采时，首先要解决的就是设备防倒防滑问题。综采工作面采用综合机械化采煤工艺，其配套的主要设备有采煤机、刮板输送机和液压支架。由于煤层赋存倾角的影响，这些设备在生产过程中失稳，是影响工作面能否正常推采的关键，因此做好综采设备的防倒防滑十分重要，必须针对设备的倒滑机理，采取相应的工艺措施来控制。只有这样才能保障综采设备的稳定和安全，使煤炭资源得到合理回收。

　　二、综采设备的防滑

　　1.采煤机防滑

　　根据《煤矿安全规程》第六十九条(三)规定，工作面倾角在15°以上时，其必须有可靠的防滑设备。为了确保采煤机正常运行不发生下滑，在上巷安设20T回柱绞车，同时需要确保滑靴的完好，尽量采用下行割煤。上巷安装回柱绞车除了能有效防止采煤机的下滑外，还可为采煤机上行割煤时提供一定的牵引力，以辅助采煤机增加割煤的牵引力。而这些措施仅为防止工作面设备下滑所采取的，但是对于人为管理造成的设备下滑，就必须在提高职工正规操作水平和技术业务素质上下工夫，保障采煤机稳定运行，确保安全生产。

　　2.液压支架防倒防滑

　　对于煤层倾角较大的综采工作面，其液压支架的防倒防滑问题，也是大倾角工作面所面临的主要技术关键，需要针对液压支架失稳产生的原因进行分析，以便更好的控制液压支架失稳，保障支护的安全性、可靠性，为采煤机的安全运行提供良好的环境与安全保障。

　　(1)液压支架产生失稳的主要原因分析

　　①液压支架自身重力的影响。一般采煤工作面的煤层倾角较大时，其液压支架的重力在沿煤层倾斜方向上的分力会大于支架底座和煤层底板之间的摩擦力，这样就会使液压支架产生侧移。

　　②开采过程中，随着煤层倾角的逐渐增大，而液压支架重力的作用线超出支架底座边缘时，也会发生倾倒。另外，煤层倾角较大时，其顶板移动方向偏离了煤层顶底板的法线方向，这样也会使液压支架发生倾倒现象。

　　③由于液压支架顶底板摩擦力的合力方向，偏离了液压支架的重心，这样产生的力矩从而也会使液压支架发生倾倒。

　　(2)液压支架的防倒防滑措施

　　①对于液压支架的防倒防滑，应着眼于控制好工作面的机头三架架，可以把采煤工作面的液压支架分组控制或整体控制。工作面较长时，采用分组控制的模式，每组的上3架作为稳定架。对于稳定架来说，可以利用防倒千斤顶的拉力实现防倒，而千斤顶与液压支架之间，可用圆环链和卸扣连接。采煤工作面在正常推进的过程中，防倒千斤顶应连接在稳定架第一架和上方第三架的连杆上，这样可以有效防止支架的倒滑。

　　②为防止液压支架的下滑，可在相邻两液压支架之间，采用防滑千斤顶把底座牢固的连接起来。

　　③比较关键的一点是，在工作面移架时，始终需要自采煤工作面下部向上进行移架，以防止采空区滚动矸石而冲击液压支架的尾梁。要充分利用好侧护板，发挥其在降架时防止前后倾斜及移架过程中的导向板作用。

　　④移架过程中，要迅速，严禁长时间移架，以免因移架时间过长不能及时调架而发生倾斜现象。对所有液压支架均要带压擦顶移架，同时液压支架升起接顶后，要继续保持2-3s的供液时间，以使液压支架具有可靠的初撑力。

　　(3)刮板输送机防滑

　　在割煤过程中，刮板输送机下滑也是综采工作中常见现象，一旦下滑将严重影响工作面的正常生产。往往输送机下滑还牵动液压支架下滑与煤壁不垂直，同时这样就造成输送机机头与转载机的机尾不能正常搭接，拉回头煤导致负荷增大断链现象。

　　①输送机下滑产生的原因分析

　　A.在刮板输送机重力的作用下导致下滑。当煤层倾角>12～18°时，因重力的作用，就有可能由于重力与摩擦力的不平衡而下滑。

　　B.当输送机机头与转载机机尾搭接不当，导致输送机拉回头煤，从而导致底链与底板摩擦阻力的过大，负荷增大，引起输送机下滑。

　　C.操作不当。设备布局不合理及管理等各种人为原因造成的。例如输送机的推移不当、支架与刮板输送机不垂直等，这些原因都能引起刮板输送机的下滑。

　　②输送机防止下滑措施

　　A.推移输送机要采用正确方式。要从工作面的下端开始移输送机，在移输送机时，不能同时松开机头和机尾的防滑装置，一旦移完后应立即将机尾的戗柱或地锚恢复，并且要在机头架底梁上使用单体液压支柱加以固定。

　　B.在工作面回采时，要将工作面调成伪倾斜，并使工作面略有仰斜，使下平巷比上平巷超前10m左右，这样能使输送机的上移量和下移量相抵消。

　　C.在紧刮板输送机链条时，应尽量在机尾处进行，这时机尾应支设好压柱。

　　D.防止煤矸等进入底槽，以尽量减小底链运行的阻力，减小负荷。

　　三、结 论

　　针对大倾角开采条件下的诸多技术难题，首先必须做好三机的选型和合理配套;工作面倾角较大地段的设计及巷道布置，可以巧妙的解决大倾角开采条件下工作面设备的防倒防滑技术拓宽思路和创造条件;通过采取一些切实可行的技术措施，可以较好地解决液压支架的防倒防滑，以及工作面刮板输送机和采煤机的下滑问题，实现高产高效回采。因此，对于大倾角工作面来说，只要解决好设备的防滑和防倒等关键问题，就能实现高产和稳产的效果。

　　作者简介：张全川(1969.1-)男，1990年毕业于山东矿业学院采矿工程专业;现任山东能源临沂矿业集团田庄煤矿采掘副总工程师。