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综采工作面上窜下滑防治措施

已关闭 悬赏分:0 - 提问时间 2013-11-29 15:05
 摘要:综采(放)工作面的布置由于受地质构造及开切眼倾角等因素所限,工作面开切眼的布置往往与运、回两巷不能垂直布置,存在一个角度,即伪斜角。

综采(放)工作面的布置由于受地质构造及开切眼倾角等因素所限,工作面开切眼的布置往往与运、回两巷不能垂直布置,存在一个角度,即伪斜角。根据经验,伪斜角一般设计为切眼坡度角(真倾角)的1/3~1/5间。实践证明:开切眼坡度角小于15°的综采(放)工作面伪斜较易调整与掌握,但当工作面切眼坡度角大于10°时,(受采机结构、爬坡性能、防滑方式及机身材质所限,一般不超过25°),工作面的实际伪斜较难掌握。生产中实际伪斜还受所用设备(支架、前部后部运输机等)及其连接方式的影响,因而伪斜是一个较复杂、技术性较强的数值,一般通过运、回两巷推进度之差显示。

1 工作面概况

03综采放顶煤工作面煤层平均厚度6.40m ,含两层夹矸,分三个自然分层,结构为1.5(0.1)3.74(0.05)1.1,煤层厚度稳定。工作面切眼全长153.6m ,循环进度0.6m ,运巷全长660m,风巷全长680m,受地质条件限制,切眼自然坡度为10.1°—18.9°, 平均达15.3°(风巷高于运巷),工作面设计伪斜为4°,采用走向长壁低位放顶煤一次采全高、全部垮落法管理顶板的综合机械化采煤方法。

2 伪斜不当对生产的影响

2.1造成刮板运输机(大溜)上下滑动

5103综放面由于伪斜调整欠妥,曾一度造成工作面刮板运输机上窜下滑,导致了刮板运输机机头与转载机搭接的经常性变动,从而改变了运输机与转载机的合理搭接关系。运输机机头过短造成运输机卸煤不畅,在机头形成堆煤现象,严重时可能造成运输机将转载机推至运巷外帮煤壁,致使端头安全出口堵塞,造成停产。

2.2造成挤架、垛架甚至倒架

5103综放面由于伪斜掌握欠妥,初采阶段工作面运输机下滑严重,带动支架底座也向下滑移(支架底座偏向机头方向),后经调整伪斜,同时采取相应措施使运输机逐步上移;但由于运输机上窜过程中,向上摆架(修正支架底座的推移方向)不力,致使工作面中部有连续36架支架挤架,其中16架支架垛架、倒架,严重制约生产的正常有序进行。

3 下滑原因分析

工作面伪斜不当主要表现为运输机上窜下滑。当工作面与两巷垂直,采用两端头交互斜切进刀时,工作面支架、运输机呈现出缓慢下滑,下滑的起源是工作面由上端头依次往下推移刮板运输机。当工作面坡度为15.3°(平均),工作面与两巷垂直时,采煤机从上向下割煤,由上向下依次推移运输机时,实测平均每推进一刀,运输机下滑36mm ;采煤机向上割煤,自下往上依次推移运输机时,平均每推一刀,运输机下滑5mm 。

3.1受地质因素影响

5103综放面为一单斜构造,风巷标高+585m , 运巷标高+518m ,运回两巷落差为:50m,工作面平均倾角15.3°。因而支架、运输机等沿斜面方向会产生一向下的分力,由于支架、运输机自身重量较大,而下滑分力则较小。所以支架、运输机等处于静止状态时,设备不会下滑,只存在一种潜在的下滑趋势。

3.2受推移方向影响

综放工作面正常生产工序为:采煤机自机头(尾)斜切进刀――割煤――移架――推前部运输机――放煤――拉后部运输机。随采煤机不断割煤,前部运输机被依次逐架推向煤壁。在这种往复循环过程中,运输机发生相对滑动,这种滑动主要通过运输机弯曲段体现,支架推移杆会发生一定量的左向或右向偏置,偏向程度虽然较小,但必竟不是正向推移,因而推移中要向左或右产生作用分力。当采煤机向机头方向割煤时,由机尾向机头逐架推移运输机,产生作用分力向机头侧;当采煤机向机尾割煤时,通过推移运输机产生的作用分力指向机尾。所谓伪斜调整就通过这一原理控制运输机发生下滑或上窜。

采煤机由机尾向机头割煤推移运输机受力分析

3.3受后部运输机连接方式影响

由于后部运输机的拖移装置可安设在支架底座前端左右任一侧。拖移装置安设在支架左(右)侧,移架或拉后部运输机时,受力矩影响(以支架底座右〈左〉端为支点,底座宽为力臂,对后部运输机的拉力为力),支架将左向〈右向〉旋转一定量,使支架推移千斤顶偏向左〈右〉,(即下端头或上端头)。推移前部运输机时,推力方向向下(上)偏移,从而导致运输机加速向下(上)移动。

4伪斜量的确定

在大角度倾斜工作面,若工作面与两巷垂直,运输机、液压支架下滑不可避免。将工作面采成伪斜,使下端头超前上端头一定距离,是解决综放工作面支架与运输机下滑最有效的办法。超前距离(伪斜)可由以下方法求得:

(1)设工作面(开切眼)调斜采成与回风巷垂线成α角,若未呈现滑移现象,则运输机将上窜600sinα(mm)。其中,600为循环进度。

(2)实测,当α=0时,每推进一个循环,运输机下滑36mm。

(3)若要运输机不下滑,必须:600sinα=36

所以α=3°26′
设伪斜距离(运巷较风巷多推进距离)为X,则:X=Msinα
式中:M------工作面长度(153.6m)。
解得:  X=9.22m

实践中,将工作面调斜采成下端头(机头)超前于上端头(机尾)10m。

5 调斜防滑方式

5.1大斜式

实践中,每班对运输机的滑移观察、计量,在运输机与转载机的搭接长度或支架推移杆发生轻微变向时,若机头长,可多推进运输机机头,少推进运输机机尾。即:变原先的两循环中,采两次机头、机尾为采三次机头、两次机尾或采两次机头一次机尾。若机尾长,可多推进机尾,少推进机头,其工艺原理与机头长时相同。在整个“大斜”调整过程中,采煤机都要跑整刀。

5.2 小斜式

运输机下滑过快,不易迅速控制运输机下滑时,也可采用调小斜的方法稳住运输机。即:若机头长时,只采机头,不采机尾。根据实际情况,采煤机一次比一次跑得短(近),工作面形成人为的凸(俗成“肚”),如此可控制运输机下滑。“小斜式”存在严重缺陷,即:易造成挤架。此方式应根据现场实际情况(架松时)采用。否则,会带来严重后果。

5.3支架调向式

运输机如果不与支架相连,无论怎样调整其伪斜,也不可能控制运输机下滑,因而控制运输机下滑的根本是调向后的推移装置。支架调向式就是通过调整支架的推移方向来控制运输机下滑。一般与“大斜式”联合使用,否则很难使支架实现真正意义上的调向。所谓调向式就是:移架时,用单体支柱顶在支架的下滑测,既可适当调整支架的方向,又有利于增加移架力;低位放顶煤综放面还可通过调整后部运输机拖移装置耳在支架上的左右位置,加快支架方向的调整。

5.4控溜式

人为调整运输机推移方向,阻止其下滑,并逐步回调。即:工作面每5-10架准备一个50t千斤顶,推移运输机前把千斤顶尾部固定在运输机下滑方向的邻架底座前,顶部顶在运输机与本架相连的窝槽内。推移运输机主要通过50t千斤与支架的推移装置来实现。一般与其它几种方式联合使用。

5.5螺旋式

机尾(头)长时,只采机尾(头),不采机头(尾),但采煤机必须跑到机头(尾),采煤机跑到机头(尾)前,运输机要预先拉回,机头(尾)支架不动。工作面始终保持直线标准。该方式使用过程中,必须最大限度利用支架掩护梁、尾梁侧护千斤调整支架方向。否则易出现挤架、咬架等现象。

5.6工艺改变式

改变采煤工艺也是大倾角综放面防滑的有效措施之一,即:变双向割煤为单向割煤,采煤机下行时割煤、移架,但不推移运输机;上行时采煤机跑空刀、推移运输机,使运输机每循环都自下端头逐架向上端头推移。从前面分析和实测中可看出一定程度上控制了运输机的下滑。一般情况下改变采煤工艺的方法与调斜方式联合使用效果更好。

6体会和说明

(1)生产中根据运输机下滑情况确定调斜防滑方式。下滑不太严重时,只单独使用其中一种或两种方式,在运输机下滑程度较大时,为及时阻止运输机下滑,可联合使用其中多种方式。

(2)工作面坡度较小时,后部运输机拖移装置耳的连接应均匀布置在支架的左右侧(一左一右)。5103综放面由于坡度较大,采取了三左一右的布置方式(工作面左侧高右侧低)。

(3)在整个调斜防滑过程中,要特别注意工作面工程质量和各设备的完好情况,每循环完成后,必须保证工作面支架和运输机直线(插小斜式除外),为下一循环做好准备。

(4)调斜的尺度必须把握好。当伪斜已调至理论值左右时,要班班注意观察运输机的窜动迹象(推移杆的方向和运输机轻微窜动),若已出现窜动现象,应停止调斜措施,正常推进几个循环后,再观察运输机的窜动状况,视情况确定是否继续调斜。

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