大倾角综采工作面设备防倒防滑技术研究

大倾角综采工作面设备防倒防滑技术研究

朱彦来

青海能源发展（集团）有限责任公司安全环保监察局816200

摘要：在目前我国对煤炭资源的需求量不断增加以及煤矿开采深度以及难度不断增加的形势下，大倾角综采工作面中设备防倒防滑问题成为煤矿开采过程中的管理重点。这就要针对大倾角综采工作面中比较常用且比较重要的采煤机、液压支架以及输送机等设备出现失稳问题的原因和原理，提出具体的大倾角综采工作面设备防倒防滑技术，实现大倾角综采工作面的高效与高产，确保工作人员以及设备的安全。

关键词：大倾角；综采工作面；设备；防倒防滑技术

1引言

目前在我国经济快速发展以及对煤炭资源需求量不断增加的形势下，煤矿开采量和开采深度都在不断增加，而且导致开采难度比较小且储存条件比较好的煤层数量在日益减少，并且导致目前大倾角煤层以及薄煤层等特殊煤层成为开采的重点。尤其是针对大倾角采煤工作来说，随着煤层倾角的增加，支架高度和煤层倾角都在不断增加，这就需要综采工作面中所使用的输送机以及液压支架等设备要对防滑防倒问题进行重视，需要采用相应的防倒防滑技术来确保综采工作面设备的可靠和稳定运行。

2大倾角综采工作面设备失稳机理

2.1采煤机的失稳机理

采煤机在大倾角综采工作面中进行上行割煤的过程中，其受力情况就是会受到滚筒煤与自重倾向分力的复合作用的影响，而且在上述复合作用下会增加上行采煤的困难，尤其表现在如果向上的牵引力比上述复合作用力小时就会表现出采煤机下滑的问题。而如果是下行割煤作业，其容易出现下滑问题主要是受到工作面倾角以及自重倾向的分力作用，主要表现为飞车问题。而且还容易增加电缆急速下滑以及采煤机停车时由于制动器制动力矩不符合大倾角制动条件而导致出现的安全事故等。

2.2液压支架的失稳机理

大倾角综采工作面中的液压支架顶端的合力容易受到顶板、底板运动以及支架不一致等问题而出现偏离的问题，主要表现为支架青岛的现象。而且随着倾角的增大，会增大重力倾向分力与法向分力，这就会降低工作面支护工作荷载并且导致支护外部的外载增加，因而导致在工作面中出现挤压等问题而对仰角以及俯角的稳定性造成破坏。

2.3输送机的失稳机理

自身重力仍然是大倾角综采工作面中输送机出现下滑问题的主要因素。这主要是在倾角比较大的工作面中，如果相应确保不会出现下滑问题，就需要输送机受到自重作用的影响也比最大静摩擦力要小。而且随着开采的进行，支架和输送机在不断进行前移的过程中需要对推移杆进行使用，但是在大倾角综采工作面中应用时会显著破坏支架的稳定性，主要表现为对输送机的下移产生阻碍以及会在输送机下移时出现带动支架出现下移的问题，这就会造成支架出现倾倒或歪斜等问题。

3液压支架防倒防滑技术

3.1工程概况

以本煤矿1172综放工作面切眼为例，其巷道设计总长为150m，地面标高为3188，井下标高为2920-2970，工作面对应地面属于沙丘荒漠地带，区域内无公路、无建筑。矿井供油煤层七层、其中1~4层为不可采煤层，5、6煤层为局部可采煤层，煤7层在全区域内可采。1172综放面切眼煤层属于煤7层，煤7层赋存较为复杂。1172工作面开切眼煤层倾向N25°W之间，煤层倾角变化较小，在17°~23°之间，煤厚平均为9~12m。

3.2对单台支架的稳定性进行提高

液压支架在使用过程中主要存在静态稳定以及动态稳定两种稳定性，前者就是对顶板进行支撑的稳定性，而后者就是在支架进行拉架、降架以及升架等过程中的稳定性。对于上述这两种稳定性来说，需要确保支架在达到顶端之后，支架顶板与顶梁摩擦力和底板与底座之间的摩擦力要比支架的下滑力大，这样才能确保底板与顶板不会出现破碎的问题来确保支架的稳定性。这就需要在对支架进行设计的过程中要对降架动态过程进行重点关注，其稳定性主要与支架重力与摩擦力沿着底板的摩擦系统，还有垂直分力与工作面倾角等因素有关系，而且上述摩擦力还与倾角成反比例关系。这就需要对单台支架的稳定性进行提高来满足上述要求，具体地说就是：首先要在对单台支架进行设计时，对四连杆、支架底座以及掩护梁与顶梁之间的间隙进行尽量的减小，通过减小轴孔配合。其次是在对单台支架进行使用的过程中要采用擦顶移架的方式来对摩擦力进行保证实现对支架稳定性的改善。最后是尽量将支架底端宽度进行提高，然后在底板底座的平面上进行防护网格以及防滑条的设置，增加工作底板与底座之间的摩擦力。

3.3对多台支架的稳定性进行改善

如果单台支架已经无法满足实际综采工作面的稳定性要求，通常需要将3台支架进行连接来增加支架宽度，降低高宽比，实现对支架稳定性的提升。为了确保多台支架的稳定性，不仅可以通过千斤顶来将支架顶梁间、连杆间、底座喉部与前部间连为一个整体，而且对于连接定量的防倒机构需要针对不同的高度和结构特点来选择软连接或者硬连接的方式来满足防倒要求。此外对于底座连接机构的防滑机构来说，可以采用连接头的方式，其具有较大的自由度以及较为简单的构造特点，但是千斤顶的轴向不够紧凑会对其行程造成影响。或者就是采用耳轴式。而且在大倾角工作面由下而上进行移动时，如果进行降架，就需要在向下移动的同时对支架间隙进行控制来避免出现咬架的问题来确保移架的稳定性。而且通过顶梁间隙与底座间隙来达成支架间的间隙，而且通过顶梁侧护板来进行控制和调整，而底座间隙则是通过千斤顶底调与调架梁结构来达成。如果存在倾角比较大的情况，就可以通过单向锁的安装来对千斤顶进行闭锁控制。

3.4提高工作面下端头的稳定性

大倾角工作面中其下端头可以存在一定的弯曲，然后在对倾角进行减小来确保下端头的稳定性。此种方式可以对下端头形成稳定支撑并且直接对整个工作面产生较大的影响。

4刮板输送机防滑技术

在采用单向割煤、上行装煤和下行割煤的采煤工艺中，可以在上下行割煤作业中对滚筒施加一定的反作用力并且向输送机进行传递。然后就是可以对推溜顺序进行转换的方法，就是起到通过移架中出现推溜顺序与割煤方向对立，利用自下而上的推溜移量来对输送机下滑进行弥补的作用。最后是对支架推移构造和输送机防滑机构进行利用。就是在支架推移的过程中，对底座两端与推杆间隙进行控制来降低推杆的自动量，从源头上避免输送机下降的问题。此外，针对输送机的防滑构造，由于受到综采工作面中空间因素的影响，如果其所设置的防滑油缸的体积比较小，就会导致其具有较低的防滑能力，而且在开采过程中如果出现防滑链条断裂的问题，还会导致伤人事故的发生。而且防滑油缸如果进入活塞杆也会导致损坏回液接口的问题，以上这些问题都会导致防滑构造无法发挥其应有的防滑功能。而且针对大倾角工作面来说，由于其具有较大的角度，在出现，冒顶、煤壁片帮、输送机运煤、采煤机割煤、升降循环等问题时都可能会导致煤矸下窜和下滚问题的发生，而且随着煤层倾角的增加，就会增加设备受损的概率以及施工人员的危险性。

5结语

在目前的煤矿开采中煤层倾角较大的情况比较普遍，但是随着煤层倾角的不断增大，给综采工作面设备的安全和稳定运行造成非常大的威胁。为了实现大倾角综采工作面的安全和高效、高产生产，就需要提高大倾角综采工作效率和安全系数，通过提高装备技术以及管理水平等方式来推进大倾角综采工作的顺利进行，提高煤矿企业的经济和社会效益，通过在超长综放中对防倒防滑问题的有效解决，才能实现相关工作的正常开展，推动煤炭生产的顺利推进和安全高效生产。

参考文献：

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[2]郝振吉.大倾角综采工作面机械设备防倒防滑技术探析[J].机械管理开发,2017(11):50-51.

[3]毕延强.大倾角综采工作面设备防倒防滑措施[J].机械管理开发,2016(12):38-39.