大傾角綜采中常見技術問題及措施探析

大傾角液壓支架技術條件中規定：支架最大高度≤3.2m，使用傾角為35€啊？5€埃蛑Ъ蘢畬蟾叨冉橛？.2m～4.5m之間，使用傾角20€啊？0€暗囊貉怪Ъ芪笄憬且貉怪Ъ堋4笄憬且貉怪Ъ薌際跆跫寫用翰闈憬恰⒅Ъ蘢畬蟾叨？方面對大傾角支架進行了定義。大傾角工作面在開采過程中主要存在3方面的技術難題：工作面液壓支架容易傾倒、下滑；工作面輸送機與采煤機容易下滑；工作面作業空間易受滑落煤體影響。針對以上難題，大傾角綜采工作面一般采取以下措施。

一、大傾角綜采工作面開采工程中常見的技術問題

（1）大傾角工作面中，因煤層傾角大，液壓支架容易下滑與傾倒，從而極大地影響采煤安全與效率。（2）刮板輸送機的特點決定了靠自身結構很難保證其穩定性。（3）煤壁片幫、冒頂、采煤機割煤、輸送機運煤、支架升、降循環過程中都有可能造成煤矸下滾、下竄，隨著煤層傾角的逐漸增大，造成人員與設備損傷的機率越來越大。

二、做好液壓支架防倒防滑、輸送機防滑、工作面作業空間安全防護的具體措施

（1）提高單合支架穩定性。液壓支架在使用過程中存在兩種穩定性：一種是靜態穩定性，另一種是動態穩定性。靜態穩定性是支架支撐頂板中的穩定性；動態穩定性是指降架、拉架、升架整個循環過程中的穩定性。支架接頂后，由于支架頂梁與頂板間摩擦力和底座與底板間摩擦力的和大于支架下滑力，只要頂底板不破碎，支架一般較穩定。動態穩定性在支架設計中需要重點關注，因為降架后只有底板給予支架摩擦力，該摩擦力與支架重力沿底板的垂直分力、摩擦系數和工作面傾角有關，隨著煤層傾角的增大摩擦力明顯減小。提高單臺支架穩定性有4種措施：從設計角度出發，減小支架底座、四連桿機構、頂梁、掩護梁配合間隙，同時減小軸孔配合間隙；從使用角度出發，采用帶壓擦頂移架，在移架過程中工作面頂板也給予支架摩擦力，這種移架方式可提高支架穩定性；支架設計中盡量加大底座寬度；在底座底板平面上設計防滑條、防滑網格等，加大底座與工作面底板之間的摩擦系數以提高底座與底板間的摩擦力。（2）提高多臺支架穩定性。單臺支架不能完全滿足穩定性要求時，可考慮把多臺支架連為一體，如把3臺支架連為一體，相當于支架底座寬度增加，支架高寬比減小，支架穩定性可大幅度提高。 多臺支架可以在支架與支架的頂梁之間、底座前部或后部之間、連桿之間都可以通過千斤頂等機構連為一體。連接頂梁的機構稱為防倒機構，防倒機構主要有兩大類：一類是軟連接防倒機構，其優點是自由度大，缺點是結構不緊湊，采高較小時影響行人，只能單向受力；一類是硬連接防倒機構，其缺點是自由度小，優點是結構緊湊，雙向受力。一般大采高工作面支架采用軟連接防倒機構，采高較小工作面支架采用硬連接防倒機構。（3）工作面下端頭處采用“鍋底坑”布置方式。大傾角工作面布置設備時，下端頭處可以有一定的彎曲，逐步遞減傾角，增大下端頭支架的穩定性，這樣布置的優點是下端頭處可以形成穩定的支撐區域。因為大傾角工作面下端頭處的支架穩定性是整個工作面設備穩定的基礎。（4）改善采煤工藝。采煤機單向割煤，下行時割煤，上行時裝煤。下行割煤時煤體給予滾筒的反作用力最終傳遞到運輸機。（5）改變推溜順序。大傾角工作面，推溜與移架順序正好與割煤方向相反，從下向上推溜產生的位移量可補償運輸機的下滑量。（6）采用支架推移機構與輸送機防滑機構支架推移機構：支架設計中控制推桿與底座兩側間隙，減小推桿擺動量，依靠推桿防止輸送機下滑。輸送機防滑機構：受空間限制，防滑油缸缸徑較小，防滑力有限，安裝后影響行人空間；防滑鏈條斷后容易傷人；防滑油缸進回液接口、活塞桿難以維護容易損壞。因此，這種防滑機構在實際使用中很難有效發揮防滑作用，但是該機構因其拆裝方便，不影響支架其他機構，所以一般預留。（7）工作面作業空間的安全防護措施。對于大傾角工作面來說，煤壁片幫、冒頂、采煤機割煤、輸送機運煤、支架升、降循環過程中都有可能造成煤矸下滾、下竄，隨著煤層傾角的逐漸增大，造成人員與設備損傷的機率越來越大。因而必須采取相應的防護措施。安全防護技術主要在工作面走向和傾向兩個方向：工作面走向一般可采取柔性防護措施，如懸掛防護網、防護鏈條；工作面傾向也可懸掛防護網、膠帶等，或者是在支架頂梁上設計防護板。

三、結論

（1）上述關鍵技術的應用是大傾角綜采工作面成功的基礎。其中，液壓支架防倒防滑技術是大傾角工作面的重點和難點，只有液壓支架不倒不滑，其他設備才能正常工作。液壓支架防倒、防滑措施多種多樣，在實際礦井生產中，應根據煤層頂底板條件、采煤工藝、采高等合理選擇。（2）輸送機與采煤機防滑也是大傾角工作面的關鍵技術，輸送機防滑主要依靠液壓支架推移機構，支架設計中必須合理控制推桿與底座間隙。（3）作業空間的安全防護也是大傾角工作面的重點，只有保證人員與設備的安全，工作面才能正常推進。

大傾角工作面若采取以上措施，同時加強工作面管理，也能實現高產高效。