大傾角綜采工作面的防倒滑技術分析

摘 要:作為大傾角綜采工作面的關鍵性技術，如何防止工作面支架及設備的下滑和傾倒是保證作業高效、安全、順利完成的重點之一。本文結合筆者的實際工作經驗，分析了產生支架設備倒滑問題的原因，并提出了有針對性的防治措施，以期為類似條件下，提高綜采施工工作的效率及安全性提供有益的參考和借鑒。

關鍵詞:大傾角綜采工作面支架穩定設備防滑

中圖分類號:TD35文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(a)-0074-01

國民經濟的快速發展使各行業對能源供給的需求不斷增長，在多年的高效開采之后，我國許多礦區都開始了向深部煤層延伸的趨勢，針對大傾角煤層的綜采技術也越來越得到重視，實踐證明，綜合機械化設備技術在大傾角工作面中的運用大大提升了開采效率與穩定性，但同時也存在著片幫漏頂、支架失穩、輸送機等設備下滑等，影響作業效率和安全的關鍵性問題，必須引起相關人員的充分重視。

1 提高大傾角綜采工作面開采中液壓支架的穩定性

1.1 工作面概況

筆者所在唐山開灤趙各莊礦7煤層，煤層平均傾角39°，局部42°～54°。由于傾角較大，回采時采用單向割煤，其工藝流程為:掛網→上端頭斜切進刀→向上返刀割三角煤→下行割煤→空刀上返→從下向上移架、推溜，并循環進行。3372綜采工作面選用2組ZFG4600-17/28液壓支架和47組ZF4000-15.5/25支架支護頂板，并采用MG200/500-AWD電牽引采煤機進行作業。

1.2 保持液壓支架穩定性在作業中的重要性及其失穩原因分析

工作面中的支架失穩是大傾角綜采工作的一個基本問題，主要包括傾斜、下滑、扭曲等幾種形式，作業中支架失穩可能導致其傾倒并出現互相擠壓的現象，不利于工作面的頂板管理，且會使浮煤增多，工作條件惡化，同時也是設備下滑、傾倒的誘因之一，因此必須采取適當的手段提高其穩定性，保證生產的順利進行。

理論分析及試驗證明，大傾角工作面中的液壓支架在自身重力、頂板壓力、底板支承、相鄰支架的作用以及摩擦阻力等作用因素下保持平衡，其與圍巖之間的作用力受到圍巖性質、傾角角度、支架結構及綜采工藝參數等方面的影響，在靜載荷狀態下支架具有下滑臨界狀態的極限傾角，在理想狀態下一旦工作面傾角大于極限傾角，支架即可能在支撐狀態下發生滑動。但即使工作面傾角小于極限傾角，由于頂板在承壓下可能產生的形變及切向移動也可能對支架產生側向力，導致其傾倒，而工作面底板受壓形變也可能導致相似的后果。

1.3 提高液壓支架穩定性的具體措施

要提高液壓支架的穩定性，首先必須堅持確保失穩極限傾角大于工作面傾角的原則，并從支架設計、支架系統布置、改進綜采工藝以及支架操作等方式入手。當工作面實際傾角很大時，應考慮到支架下滑的必然趨勢，為其下滑預留空間。應注意的具體問題有:

1.3.1 液壓支架的選擇和布置

在保證支架支撐能力的基礎上應盡可能減輕支架重量，在提高支架穩定性的同時，為其安裝、回撤及調整等工作提供便利。移架時應通過支架側護板千斤頂和側推彈簧的運用使支架頂梁間始終保持應有的扶正力而不存在間隙。作為調整支架方向的調架千斤頂應設置在鄰架頂梁之間，并與回采方向保持一致，當出現支架傾倒的情況時，可以相鄰支架為支點調整傾倒支架的位置;在鄰架底座間應加設防滑千斤頂，從而將初撐力大的支架作為支點調整相鄰支架的位置。此外，還應合理加大支架底座的面積，降低其對底板的壓力及破壞程度。

1.3.2 排頭支架的設置問題

大傾角綜采工作面設置排頭支架可提高支護系統的整體穩定性。作為工作面的基礎，排頭支架的防滑和防倒裝置的運用是整個支架防滑、防倒工作的關鍵，因此必須對其給予嚴格的控制。防滑裝置的設置:底座前部防滑。用移步橫梁將排頭支架組成整體，相鄰兩架間設雙作用防滑千斤頂，支架與輸送機直接用推移裝置連接，互相錨固;底座后部。排頭支架與上一架后部的防滑，多采用將其后部用千斤頂加錨鏈的軟連接裝置與上部支架連接，達到牽拉防滑的作用。防倒裝置的設置:硬連接防倒裝置，在相鄰兩支架的頂梁上設置雙作用可推拉、調節性能好的防倒千斤頂;軟連接防倒裝置，在相鄰兩支架間，設置由千斤頂錨鏈連接斜拉防倒裝置，即一端連上方支架的頂梁，另一端連下方支架的頂梁。此外，中部、排尾支架也應按照實際情況設計防滑、防倒裝置，以提高系統的整體穩定性。

1.3.3 其他措施

為減小工作面的實際傾角，可將其布置為偽斜，并保持支架的推進方向與回采方向一致，有效防止其下滑，當偽傾斜角度設置適當時，工作面偽傾斜造成的上移量，與下滑量相互抵消，支架沿走向方向前移即可消除下滑現象。此外，采高和放煤的控制都是提高支架穩定性的重要環節，在施工管理中須予以重視。

2 工作面設備的防滑技術

設備的防滑防倒也是保證作業安全與效率的重要工作，特別是設備的防滑更是工作中的重點。當煤層傾角大于12°～18°時，輸送機就可能因為自重而下滑。輸送機機頭與轉載機機尾搭接不當，導致輸送機底鏈返回帶煤，底板沒割平或移輸送機時過多浮煤及硬矸進入底槽，導致底鏈與底板摩擦阻力過大，均能引起輸送機下竄。為降低底鏈的運行阻力，可采用封底式刮板運輸機以防煤矸進入底槽中，工作面采用適當偽斜(可設為8°～12°)，下端運輸平巷超前，上端回風平巷滯后，使輸送機推移的上移量和下滑量抵消。嚴格把握推移輸送機順序，盡可能由工作面下段開始自下而上地單向推移輸送機。移輸送機時，用單體支柱頂住機頭，將先移完的機頭錨固后，再繼續推移，并在移輸送機時不同時松開。除輸送機外，還應通過加強設備管理、控制移動速度、盡量減少上行過程中的停機次數等方式加強采煤機等設備的防滑工作。

3 結語

大傾角綜采工作面的施工是一項涉及因素多、技術要求高、工藝復雜的系統工程，作業前必須全面考慮自身設備技術水平、施工人員操作能力與客觀地質條件，對可能給開采穩定性造成不利影響的問題給予細致的分析，特別是對機械化開采中的支架失穩及設備下滑等基本問題，應逐項制定防治措施并認真予以落實，盡可能的降低作業安全隱患，保證礦井開采工作安全、高效、順利地進行。

參考文獻

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