大倾角综采工作面设备防滑防倒

发布时间:2019-09-19编辑:张居仁

    本文针对 N1403大倾角综采工作面的开采,分析工作面刮板输送机上窜下滑和液压支架的失稳,对工作面回采产生的影响及存在问题和采取措施进行了分析研究。提出了有效解决方法。保证了安全和正常生产,提高了综采工作面生产效率。

关键词  大倾角 综采面 设备防滑防倒

    一、工作面概况及存在的问题

1、N1403综采工作面概况

工作面位于北一采区四层三段,倾斜长度228.7米,走向长度156.9米,工作面标高—230300米之间,平均采高2.95米。工作面采用长壁后退式综合机械化采煤法开采,采煤机型号MG300/720-AWD双滚筒采煤机。端头液压支架型号ZFZ2250—19/35,过渡支架型号ZZG6400-17/35,工作面支架型号ZZ6400-17/35.在工作面支架正常煤壁顶板稳定情况下,其操作流程为:割煤—移架—推移输送机,当顶板破碎片帮严重时,需要提前拉超前架时,其工艺流程为:割煤——推移输送机——移架。

2N1403综采工作面存在的问题

N1403综采工作面运顺和回顺,也就是运输机机头和机尾落差比较大,运顺-285米,回顺-247.5米。其高差为37.5米。工作面实际最大倾角达16度。如图1所示,所以综采工作面设备的防滑防倒成为影响回采工作能否正常的关键问题。

二、问题存在的原因分析

大倾角综采工作面存在输送机下滑能导制输送机机头与转载机机尾不能合理搭接,液压支架的倒架咬架,以及跟随输送机的下滑也随之下滑,其具体原因如下。

(一)输送机下滑原因分析

1.工作面地质构造原因:N1403综采工作面由于回顺与运顺落差较大,输送机安装完本身就处于倾斜状态,由于输送机本身重力下滑作用,本身就存在一种向下滑动的趋势,如图1所示。

2.运转操作时产生的下滑:输送机在运转过程中,由于输送机本

身自重,再加上采煤机向上割煤时产生一个反向作用力及输送机本身向下坡运输等多方面原因使推移输送机时,就会产生向下方的轻微下滑,特别是至上而下推移时下滑会更明显。

(二)液压支架下滑原因分析

1.在工作面倾角一定情况下,液压支架上方顶板完好,支架接顶严密,并达到初撑力,而且受相邻支架的相互挤压等多方面因素影响,在一般情况下,液压支架本身不会有下滑趋。

2.液压支架的下滑往往发生在移架过程中,首先液压支架推移输送机时,支架推移杆将会发生向机头或机尾方向的摆动,如果输送机自机尾向机头方向推移,由于下坡原因,推移杆将会有机率向机头方向摆动,输送机本身将会产生机头方向下滑位移,这种位移再带动推移缸顺着这个方向再推移输送机时,又加大了输送机下滑量,而液压支架推移缸的角度也随着输送机的下滑使其角度变化的增大而产生下滑,这样如此反复,液压支架和输送机的下滑量也逐渐加大。

(三)液压支架倒架原因分析

     1.工作面采高高,煤层倾角大,支架稳定性就差。支架合力作用线落在支架底座之外造成支架的倾倒。

     2.工作面没有严格控制采高,部分区域的采高大于支架最大支撑高度或工作面局部冒顶会使支架吃上劲而歪斜倾倒。

     3.工作面底板浮煤浮矸过多,造成支架底座 受力不均,不能平整的和底板接触,支架稳定性降低,也易发生倒架。

     4.倒架事故往往发生在移架过程中,因此必须注意观察支架的工作状态和顶板变化情况。

二、问题解决方法

(一)输送机下滑的预防和处理

调斜工作面增大伪斜角:大倾角综采工作面为了防止输送机下滑通常把工作面调成伪倾斜的形式,其目的就是把输送机的下滑量抵消掉。那么为什么说把支架调成伪倾斜或增大伪斜角能控制输送机下滑呢,首先,工作面送完切眼。由于机头和机尾纯在落差,此时支架工作状态应为倾斜状态,如图1所示 这种状态回采时下滑的机率就非常大。如果我们假设想象把支架向上坡方向调整一个角度,我们让支架向上坡使其产生移架和推移的角度。如果我们再大胆一点想,让支架面对机尾,也就是正对上坡方向回采,也就是伪倾角等于九十度。那么大倾角工作面就变成我们所说的采上山,也就是仰采工作面。相对于大倾角工作面设备的防倒防滑管理,仰采工作就简单多了,只考虑顶板和片帮就可以了。当然,不可能调成九十度。相对而言,就是把支架角度根据其倾角大小作以调整。所以说工作面倾角越大,伪倾角就是越大,也就是机头推进越多,同理支架旋转角度也越大。工作面伪倾角大小应根据工作面倾角大小及设备下滑量和实际生产条件而定。N1403综采工作面伪倾角十六度。根据有关资料及计算分析得出,伪斜值为12~16,也就是机头超前机尾12~16米之间,可以很好的与输送机下滑量相抵消。如图2所示

(1)N1403综采工作面为了防止输送机下滑采用了单向割煤单向推溜的回采方式。对于大倾角工作面采用双向割煤存在两个缺点。一是采煤机上行割煤时,将会给输送机一个向下方的作用力,这样就增加了输送机的下滑量。二是工作面自机尾向机头推溜时,输送机同样会向下方赶,同样会增大输送机下滑量。N1403综采工作面采用自机尾向机头方向割煤时吃刀,机头向机尾运行时跑空刀,跑空刀的同时在采煤机后侧由机头方向向机尾方向推溜的作业方式,有效的克服了输送机的下滑。

(2)采煤机双向割煤运输机的单向推溜。采煤机由机头向机尾正常割煤,采煤机后正常追机拉架,采煤机后侧正常推溜,当采煤机割完机尾再向机头方向割煤时,采煤机机尾侧不推溜,当采煤机由机尾侧割煤至机头时,将采煤机退到工作面24号支架处,将机头侧采煤机割完的部分溜子推入煤壁,并留出过渡段到24号支架处,采煤机开机沿过渡段吃三角煤再向机头侧割煤至机头,这时采煤机停止割煤,设专人由24号支架过渡段处向机尾方向进行推溜。直至推到机尾,采煤机继续沿机头向机尾方向割煤。这种双向割煤单向推溜的方法对输送机下滑的控制非常明显。

(3)采用多进机头的方法控制输送机的窜量。一是通过对N1403综采工作面输送机机头机头的方法进行控制。首先机头窜出动向不明显进,可采取调大角的方法: 即输送机机头推进两遍时,机尾推进一遍。即两遍头,一遍尾的方法推进。就N1403综采工作面而言,当机头推进六遍机尾推进三遍时,即可有效控制了输送机的窜量。二是如果机头窜出非常明显时,可采取调小角的方法。如N1403综采工作面110组支架,工作面推进六遍时,机尾推进一遍,其方法是:如图3所示 采煤机割完机头向机尾割煤,当采煤机割至40号支架处时进行封茬,采煤机调头再向机头割煤到机头推进两遍头。然后继续向机尾割煤,当煤割至80号支架时,这时40号支架处封茬吃掉,转到80号支架,采煤机再调头向机头割煤到机头再推进两遍头。之后再向机尾割煤。经过80号处把80号支架封茬吃掉直至机尾,割一遍尾。采煤机返到机头,这时工作面成一直线,完成一个工作循环。即机头推进4.5米。机尾推进0.75米。这种调小角的方法控制输送机窜量特别明显,效果显著。

(二)液压支架防滑

液压支架防滑的关键主要是下排头支架。N1403综采工作面下排头支架采用连接板和输送机相连。端头支架推移杆再与连接板相连,交替拉架时 相互连接起锚固作用,防止了液压支架的下滑。

(三)液压支架的防倒:

(1)对于液压支架的防倒重点也就是控制工作面排头支架的防倒,也就是端头三组支架。N1403综采工作面端头第一组支架采用单体液压支柱作戗柱,防止支架向下倾倒,在端头两组支架顶梁上设置双作用防倒,防滑千斤顶其可推可拉,调整效果极好。

(2)中部支架的防倒:N1403综采工作面移架时始终保持自工作面下部向上部的移架顺序,有利用移架过程中下方支架作为上方支架向下倾倒的支点,及时调整支架侧护板,保证支护状态良好,充分利用了支架侧护板的防止支架倾倒及作为支架移架过程中的导向板的重要作用。

四、结论

N1403综采工作面设备防滑的关键是控制工作面输送机的下滑,液压支架是随着输送机与之相连接的推移杆的摆动而发生倾角变化的。只要工作面输送机不下滑,与之相连接的液压支架在向上山方向调整好支护状态情况下,可以很好的控制其下滑量。通过N1403综采工作面输送机液压支架防滑防倒技术摸索实践和实际应用有效的弥补了输送机液压支架在大倾角工作面的应用缺陷,解决了大倾角工作面设备防滑防倒的很多难题。从而降低了设备的维护成本,减少了设备的事故率提高了经济效益。