綜采工作面刮板輸送機(jī)“上竄下滑”分析及對(duì)策

薛小鋒

(陜西陜北礦業(yè)韓家灣煤炭有限公司安全環(huán)保部,陜西榆林 719315)

綜采工作面刮板輸送機(jī)“上竄下滑”分析及對(duì)策

薛小鋒

(陜西陜北礦業(yè)韓家灣煤炭有限公司安全環(huán)保部,陜西榆林 719315)

分析了綜采工作面刮板輸送機(jī)“上竄下滑”的原因和危害,最后制定出刮板輸送機(jī)“上竄下滑”的調(diào)整對(duì)策。

綜采工作面 刮板輸送機(jī) “上竄下滑” 分析及對(duì)策

刮板輸送機(jī)“上竄下滑”的控制直接影響到綜采工作面其他生產(chǎn)工序的正常進(jìn)行。我們從理論上分析其發(fā)生的原因，進(jìn)而采取相應(yīng)的防治措施，才能有效地對(duì)其進(jìn)行控制。下面以四盤區(qū)2403工作面為例，探討刮板輸送機(jī)“上竄下滑”的原因分析及預(yù)防措施。

1 2403工作面概況

2403工作面走向長(zhǎng)度為2857m(切眼幫～停采線)，工作面寬度為261m，煤層傾角1～3°，工作面采用走向長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化采煤，一次采全高，全部跨落法管理頂板的采煤方法。

2 刮板輸送機(jī)“上竄下滑”理論分析和經(jīng)驗(yàn)判斷

理論分析：從力的平衡方面分析刮板輸送機(jī)出現(xiàn)下滑的原因，我們根據(jù)刮板輸送機(jī)受到的向下方向的力大于向上方向的力，從而使輸送機(jī)向下產(chǎn)生位移。

2.1 刮板輸送機(jī)受力分析

(1)重力引起的力。

式中：G1—刮板輸送機(jī)的重力，N；F1—由刮板輸送機(jī)的重力引起的下滑力，—刮板輸送機(jī)與底板之間的摩擦力，N；α—工作面傾角，(°)；μ—刮板輸送機(jī)與底板之間的摩擦系數(shù)。

式中G2—采煤機(jī)的重力，N；F2—由采煤機(jī)的重力引起的刮板輸送機(jī)下滑力，N；—由采煤機(jī)的重力引起的刮板輸送機(jī)與底板之間增加的摩擦力，N。

③刮板輸送機(jī)運(yùn)行過程中運(yùn)輸煤炭自重引起的力如圖3所示：

式中：G3—刮板輸送機(jī)運(yùn)行過程中運(yùn)輸煤炭的重力，N；3F—由載荷的重力引起的刮板輸送機(jī)下滑力，N；13F—由載荷的重力引起的刮板輸送機(jī)與底板之間增加的摩擦力，N。

(2)設(shè)備運(yùn)行過程中產(chǎn)生的張力。

①采煤機(jī)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的張力。

采煤機(jī)在牽引過程中，由于牽引力的存在，牽引部對(duì)輸送機(jī)產(chǎn)生相反方向的力F4，方向與采煤機(jī)的牽引方向相反。

圖1 刮板輸送機(jī)受力示意圖

圖2 刮板輸送機(jī)受力示意圖

②刮板輸送機(jī)運(yùn)行時(shí)中間鏈條的張力。

式中：F5—刮板輸送機(jī)牽引鏈的張力，N；K1—鏈條繞鏈輪時(shí)附加阻力系數(shù)；K2—輸送機(jī)水平彎曲時(shí)與槽幫間的阻力系數(shù)；q—貨載每米重力；q0—鏈條每米重力。

(3)支架推移千斤頂對(duì)刮板輸送機(jī)產(chǎn)生的力。

當(dāng)液壓支架與刮板輸送機(jī)不垂直時(shí)，推移千斤頂?shù)耐评瓡?huì)使刮板輸送機(jī)產(chǎn)生向上或向下方向的力，如圖4所示；式中：F6—支架推移使輸送機(jī)受到的力—千斤頂實(shí)際推力，N；β—千斤頂與溜槽間的夾角，(°)；n—同時(shí)工作的千斤頂個(gè)數(shù)。

2.2 各種力對(duì)刮板輸送機(jī)的作用

設(shè)備及載荷自重引起的下滑力F1、F2、F3在任何情況下都使刮板輸送機(jī)有下滑趨勢(shì)，摩擦力在任何情況下都阻止刮板輸送機(jī)下滑。采煤機(jī)牽引對(duì)刮板輸送機(jī)產(chǎn)生的力與其牽引方向相反，當(dāng)采煤機(jī)上行時(shí)，對(duì)輸送機(jī)產(chǎn)生下滑力F4，當(dāng)采煤機(jī)下行時(shí)，對(duì)輸送機(jī)產(chǎn)生阻止下滑力。支架推移千斤頂對(duì)刮板輸送機(jī)產(chǎn)生的力隨支架推移桿導(dǎo)向變化而變化，當(dāng)推移桿導(dǎo)向沿工作面傾斜方向向下時(shí)，推移輸送機(jī)會(huì)產(chǎn)生向下方向的下滑力；當(dāng)推移桿導(dǎo)向沿工作面傾斜方向向上時(shí)，推移輸送機(jī)會(huì)使其產(chǎn)生阻止下滑力。

綜上所述，使刮板輸送機(jī)下滑的力為：F=1F+F2+F3+F4+F6，阻止刮板輸送機(jī)下滑的摩擦力為：。當(dāng)F＞F'時(shí)，刮板輸送機(jī)所受的合力為下滑力，在下滑力的作用下，刮板輸送機(jī)產(chǎn)生向下方向的位移，即出現(xiàn)下滑現(xiàn)象；當(dāng)F＜F'時(shí)，刮板輸送機(jī)所受的合力為向上方向的力，在這個(gè)力的作用下，刮板輸送機(jī)產(chǎn)生向上方向的位移，即出現(xiàn)上竄現(xiàn)象。

圖3 刮板輸送機(jī)受力示意圖

圖4 支架推移千斤頂使刮板輸送機(jī)受力示意圖

經(jīng)驗(yàn)判斷：(1)巷道中線控制法。在運(yùn)輸巷、回風(fēng)巷頂板上標(biāo)注巷道中線，并在中線位置懸掛垂球線，在回采推進(jìn)過程中測(cè)量垂球線距刮板輸送機(jī)機(jī)頭、機(jī)尾的距離，如果機(jī)頭(機(jī)尾)距離不斷增加，則說明刮板輸送機(jī)出現(xiàn)上竄或下滑。(2)液壓支架推移桿觀察法。在工作面回采推進(jìn)過程中，注意觀察液壓支架推移桿的方向，在刮板輸送機(jī)穩(wěn)定時(shí)，液壓支架推移桿基本處于支架底座中間，當(dāng)液壓支架推移桿普遍偏向支架底座一側(cè)時(shí)，說明刮板輸送機(jī)己出現(xiàn)“上竄下滑”。

3 刮板輸送機(jī)“上竄下滑”的危害

(1)當(dāng)刮板輸送機(jī)“上竄下滑”嚴(yán)重時(shí)，會(huì)導(dǎo)致工作面上、下端頭安全出口寬度不夠，工作面一端需擴(kuò)幫保證安全出口暢通，另一端會(huì)出現(xiàn)空頂面積大、采煤機(jī)割不透煤壁等不利因素。(2)當(dāng)刮板輸送機(jī)“上竄下滑”時(shí)，會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)載機(jī)尾與輸送機(jī)頭搭接不合理，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)槽頭拉“回煤”的現(xiàn)象，造成刮板輸送機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷增大，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)輸送機(jī)開不動(dòng)、拉斷鏈、燒壞電機(jī)等現(xiàn)象。(3)刮板輸送機(jī)“上竄下滑”會(huì)帶動(dòng)推移桿上、下擺動(dòng)，造成支架拉移時(shí)產(chǎn)生倒架、咬架、架向不正等現(xiàn)象，不利于頂板維護(hù)。(4)在調(diào)整刮板輸送機(jī)“上竄下滑”時(shí)，容易造成工作面直線度差、液壓支架頂梁咬死、液壓支架架向不正、頂板掉矸等問題，嚴(yán)重影響工作面的規(guī)格質(zhì)量。

4 刮板輸送機(jī)“上竄下滑”的對(duì)策

(1)調(diào)整工作面?zhèn)涡?。根?jù)工作面傾角的大小合理調(diào)整工作面?zhèn)涡保ぷ髅婢唧w調(diào)斜量可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算得出。目前常用的經(jīng)驗(yàn)公式為：S=Ltan（α/3)S=4.6m式中，S為偽斜超前距；L為工作面傾斜長(zhǎng)度，取261m；a為煤層傾角，取3°。

在工作面傾角保持3°的情況下，通過甩采，使下端頭超前上端頭4.6m的距離，基本可以控制工作面刮板輸送機(jī)的下滑。在調(diào)整工作面?zhèn)涡遍L(zhǎng)度過程中，要采用大斜切和小斜切配合使用的方法，防止出現(xiàn)由于改變槽頭或槽尾的推進(jìn)速度而造成液壓支架前梁咬死、擠架現(xiàn)象。在調(diào)整過程中，要及時(shí)調(diào)整架向和支架的狀態(tài)，防止倒架現(xiàn)象發(fā)生。

(2)工作面液壓支架架向調(diào)整。刮板輸送機(jī)與液壓支架互為支點(diǎn)進(jìn)行前移，輸送機(jī)的“上竄下滑”受推移桿方向的影響較大，在工作面回采推進(jìn)過程中出現(xiàn)輸送機(jī)“上竄下滑”時(shí)，要及時(shí)調(diào)整支架相對(duì)輸送機(jī)的方向，通過推移方向的改變來控制輸送機(jī)“上竄下滑”。當(dāng)刮板輸送機(jī)出現(xiàn)上竄時(shí)，工作面應(yīng)采取向上端頭方向調(diào)整支架尾部的方法，使支架推移桿斜向下推移輸送機(jī)；當(dāng)刮板輸送機(jī)出現(xiàn)下滑時(shí)，工作面應(yīng)采取向下端頭方向調(diào)整支架尾部的方法，使支架推移桿斜向上推移輸送機(jī)。

(3)改變割煤工藝。刮板輸送機(jī)出現(xiàn)“上竄下滑”時(shí)，可以臨時(shí)采用單向割煤，通過改變推槽順序進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)輸送機(jī)上竄時(shí)，采用從下端頭向上端頭割煤然后向下返空機(jī)，從上向下依次推溜的方式進(jìn)行調(diào)整；當(dāng)輸送機(jī)下滑時(shí)，采用從上端頭向下端頭割煤向上返空機(jī)，從下向上依次推溜的方式進(jìn)行調(diào)整。

(4)工程質(zhì)量控制。工作面的工程質(zhì)量對(duì)刮板輸送機(jī)“上竄下滑”的影響非常大，回采推進(jìn)過程中必須保持工作面平直，防止出現(xiàn)由于工作面不直或輸送機(jī)不平而影響刮板輸送機(jī)的調(diào)整。

5 結(jié)語

綜采工作面刮板輸送機(jī)“上竄下滑”不但影響工作面的正常生產(chǎn)，而且給工作面的安全管理帶來很多麻煩。在生產(chǎn)過程中，要及時(shí)根據(jù)工作面的條件變化采取合理、科學(xué)的措施進(jìn)行調(diào)整，以促進(jìn)工作面正規(guī)循環(huán)率的提高，為綜采工作面安全快速回采提供保障。

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