綜采工作面主要設備防滑防倒技術分析與對策

楊守峰

（山東肥礦技師學院，山東 肥城 271601）

0 前言

在綜采工作面上覆巖層沿層面的重力分量作用下，走向長壁工作面內的主要設備，如采煤機、刮板輸送機和液壓支架均有向下滑動的趨勢，同時支架還有傾倒的趨勢。采煤機、刮板輸送機下滑與液壓支架下滑、傾倒，影響工作面的正常推采，給現(xiàn)場安全生產帶來重大事故隱患，甚至造成人員傷亡事故，因此做好綜采設備的防滑防倒工作十分重要。

1 綜采設備的防滑防倒

1.1 采煤機防滑

《煤礦安全規(guī)程》規(guī)定，工作面傾角在15°以上時，鏈牽引滾筒采煤機必須有可靠的防滑裝置。有鏈牽引采煤機除防止斷鏈和下滑外，還可為采煤機上行割煤時提供纏繞力、增加割煤的牽引力，采用鏈牽引的采煤機必須配用同步安全液壓防滑絞車。防滑絞車必須安置在工作面上順槽巷道頂板完整的地點，必須打戧柱固定牢靠。防滑絞車移位時，盡量使采煤機下行切入煤壁，同時采取相應的鎖定措施。采煤機必須與防滑絞車同步工作，并要經(jīng)常檢查兩者是否同步，若不同步，應禁止采煤機開機。采煤機正常停機時，上行割煤務必使兩個滾筒全部降到底板后再停機。下行割煤，應使?jié)L筒切入煤壁后再停機。

無鏈牽引采煤機裝備有可靠的制動器，可用于40°～54°以上煤層而無須其他防滑裝置。大傾角煤層工作面要選用無鏈牽引采煤機，要求牽引力大，制動可靠。

1.2 刮板輸送機防滑

輸送機下滑，是綜采面最常見的影響生產的嚴重問題。輸送機下滑往往牽動液壓支架下滑，損壞拉架移輸送機千斤頂，輸送機機頭與轉載機機尾不能正常搭接，煤滯留于工作面端頭，導致工作面條件惡化。

1.2.1 輸送機下滑的原因分析

（1）重力原因引起下滑，當煤層傾角達到12～18°時，就有可能因自重而下滑；工作面上的煤炭向下運輸和采煤機向下牽引以及推移輸送機時輸送機將產生很小的向下位移，實際上，輸送機這種微小的下滑量卻帶動推移千斤頂和液壓支架向下偏斜，當偏斜了的千斤頂順著這個偏斜方向推移輸送機時，又加大了輸送機的下滑量，而千斤頂?shù)钠苯嵌扔蛛S著輸送機的下滑而增大，液壓支架也同樣會被迫改變前移方向，而沿著這個方向出現(xiàn)微小的下滑。

（2）推移不當，次數(shù)過多地從工作面某端開始推移。

（3）輸送機機頭和轉載機機尾搭接不當，過煤間隙小，導致輸送機底鏈返向帶煤，或者底板沒割平或移輸送機時過多浮煤及硬矸進入底槽，導致底鏈和底板摩擦阻力過大，均能引起輸送機下滑。多種情況下則是以上幾種因素綜合作用的結果。

1.2.2 防止輸送機下滑的對策

（1）堅持正確使用輸送機機頭（尾）錨固防滑裝置。移輸送機時，不能同時松開機頭和機尾的錨固裝置，必要時在機頭（尾）架底梁上用單體液壓支柱加強錨固。

（2）防止煤、矸進入底槽，以減小底鏈運行阻力。

（3）工作面適當偽斜推進，一般為2°～3°，下端運輸平巷超前，上部回風平巷滯后，使輸送機推移的上移量和下滑量相抵消。

（4）嚴格把握移輸送機順序，下滑嚴重時可采取雙向割煤、單向移輸送機，或單向割煤、從工作面下端開始移輸送機。

（5）用單體液壓支柱頂住機頭（尾），推移時，將先移完的機頭（尾）錨固后用單體液壓支柱斜支在底座下側，然后再繼續(xù)推移。

（6）煤層傾角大于18°時，沿工作面分段設置輸送機與液壓支架間的斜拉防滑千斤頂，分段長度應根據(jù)工作面傾角與斜拉千斤頂?shù)睦Χā?/p>

1.3 液壓支架防倒防滑

當液壓支架出現(xiàn)傾倒、下滑等現(xiàn)象時，液壓支架不能有效控制頂板，甚至會造成冒頂事故，需要針對支架失穩(wěn)產生的原因進行分析，以便更好地控制支架失穩(wěn)，保障支護的可靠性、安全性。

1.3.1 液壓支架防倒

（1）倒架原因分析

①隨煤層傾角增大，支架重力的作用線超出支架底座寬度邊緣時便會傾倒。另外，煤層傾角較大時，頂板移動方向偏離煤層頂?shù)装宓姆ň€方向，也會使支架傾倒。

②工作面的采高過大時，支架的穩(wěn)定性差，支架的合力作用線落在底座范圍以外，也會造成支架傾倒。

③在傾角大于15°的下分層工作面，頂網(wǎng)及冒落矸石對支架的側向推力較大，使支架逐漸歪斜，甚至推倒支架。

④當頂板破碎或凹凸不平時，頂梁不能平整地與頂板接觸，使支架受力不均，容易發(fā)生倒架事故。

（2）防止倒架的對策

①將采高控制在作業(yè)規(guī)程規(guī)定的范圍內，防止液壓支架超高使用。

②頂板凹凸不平時，在液壓支架頂梁與頂板之間塞墊木料，增加接觸面積，防止倒架。

③工作面下端頭排頭支架的穩(wěn)定是穩(wěn)定中間支架的關鍵因素之一，通常要將工作面下部的3～5架支架兩兩用千斤頂相連，構成排頭支架組，確保排頭支架的穩(wěn)定。

④傾角大于15°時，液壓支架必須采取防倒措施。可隔架在兩支架間設置雙作用防倒千斤頂，隔架數(shù)依實際情況而定，傾角越大，隔架數(shù)越少。

⑤支架的傾倒和下滑主要發(fā)生在支架卸載前移的過程中，因此，在移架時，必須協(xié)調好支架的防滑防倒裝置，支架移置應一次性到位，同時液壓支架升起接頂后，要繼續(xù)保持2～3s的供液時間，以使液壓支架達到足夠的初撐力。

⑥移架時要控制相鄰支架頂梁高度的三分之一，以防止咬架事故發(fā)生。

⑦在工作面移架時，始終是由下向上進行移架，以防止采空區(qū)滾動矸石沖擊液壓支架的尾梁。要充分利用好側護板，發(fā)揮其在降架時防止前后傾斜及移架過程中的導向板作用。

⑧移架過程中，要迅速，嚴禁長時間移架，以免因移架時間過長不能及時調架而發(fā)生倒架。對所有液壓支架均要帶壓擦頂移架。

1.3.2 液壓支架防滑

（1）液壓支架下滑原因分析

①由于煤層傾角較大，支架重力沿煤層傾向的分力大于支架底座和底板間的摩擦力，便可產生側向移動。

②支架前后端下滑特性不同以及垮落矸石沿底板的下沖作用，也會使支架在煤層平面內移動。

（2）防止液壓支架下滑的對策

①排頭支架的防滑。在底座前部或后部設防滑裝置。前部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，支架與輸送機用推移裝置連接，相互錨固；后部用千斤頂加錨鏈的軟連接裝置與上部支架相互連接，達到牽拉防滑。支架移架時，牽拉裝置暫時放松；到位后，先拉緊，調整支架后再升柱支撐頂板。另外也可在端頭支架的前探梁下加打臨時支柱，以增加支架的防滑能力。在工藝上可采取在排頭支架范圍內留設三角底煤，減緩端頭處坡度，以減弱排頭支架組的下滑力。

②工作面中部支架的防滑。支架底座前部，相鄰架間可隔一架設一雙作用防滑千斤頂，或隔數(shù)架設一雙作用防滑千斤頂。支架后部，兩架間底座設置由千斤頂控制的側推裝置以防支架下滑。

③工作面排尾支架的防滑。在防滑方面可采用中部支架防滑裝置方法，必要時采用排頭支架的防滑方法。

④為防止新移設支架處于初撐力階段與頂?shù)装宓哪Σ亮π】赡墚a生下滑，應采取間隔移架，并使支架保持適當迎山角，以抵消頂板下沉時的水平位移量。

⑤分組移架。為了防止液壓支架下滑，將原來的順序移架改為分組移架。每相鄰3～5架為—組。不論向哪個方向割煤每組支架前移時都是先移下部支架，然后逐架移上部支架。

2 結論

針對煤層傾角大，在綜采過程中遇到的諸如采煤機、刮板輸送機和液壓支架失穩(wěn)等技術難題，首先做好綜采設備的選型與合理配套；優(yōu)化采區(qū)設計，合理布置巷道，并結合各自綜采施工工藝、煤層地質條件、職工操作技能，做到理論與實踐相結合，通過積極探索嘗試，采取一些切實可行的技術措施，可以較好地解決液壓支架的防倒防滑、刮板輸送機和采煤機的下滑問題，從而消除了事故隱患，改善作業(yè)環(huán)境，為實現(xiàn)礦井高產高效創(chuàng)造了有利條件。

［1］煤礦安全規(guī)程[M].2014 版.

［2］王青，主編.采礦學[M].北京：冶金出版社，2006.

［3］張吉春，主編.煤礦開采技術[M].徐州：中國礦業(yè)大學出版社，2009.