回采面刮板輸送機(jī)上竄下跳治理技術(shù)

陳志強

（山西長平煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 晉城 048000）

引言

刮板輸送機(jī)是綜采工作面重要機(jī)電設(shè)備之一，其安全穩(wěn)定運行直接關(guān)系著工作面安全回采，但是在實際回采過程中，由于受輸送機(jī)安裝技術(shù)水平、操作維護(hù)水平、回采煤層賦層以及地質(zhì)條件等限制，刮板輸送機(jī)運行時經(jīng)常出現(xiàn)上竄下跳現(xiàn)象，不僅降低了工作面煤矸運輸效率，影響著刮板輸送機(jī)正常推進(jìn)，而且威脅著工作面回采安全。

本文以長平煤礦4317工作面為研究對象，對工作面前期回采過程中出現(xiàn)上竄下跳現(xiàn)象主要原因進(jìn)行分析，并提出了合理有效治理技術(shù)，確保工作面安全快速回采。

1 4317工作面概況

山西長平煤業(yè)有限責(zé)任公司4317工作面位于3號煤一水平四盤區(qū)北翼西側(cè)，北部為小會溝村保護(hù)煤柱，南部為靖居村保護(hù)煤柱，西部為4318綜放工作面，東部為丹河保護(hù)煤柱。地面標(biāo)高969～1 093 m，煤層底板標(biāo)高523～555 m，工作面走向長度318.9 m、傾斜長度195.0 m（幫—幫），煤層總厚度6.12 m，煤層傾角1°～7°，平均傾角3°。

4317工作面所采煤層為3號煤，煤層總厚度為6.12 m，實際平均厚度為6.09 m，煤層最大厚度為6.12 m，最小厚度為5.84 m。煤層老頂為細(xì)粒砂巖，厚度7.40 m，淺灰色，中層狀，成分以石英為主，長石次之，含巖屑，硅泥質(zhì)膠結(jié)，夾泥巖條帶于薄層，具波狀層理；普氏硬度均值8.12，單向抗壓強度均值81.47 MPa，單向抗拉強度均值3.62 MPa。直接頂為泥巖，總厚度5.17 m；黑色，參差狀斷口，具有垂直節(jié)理，內(nèi)部有擦痕，含白云母片和大量植物化石；普氏硬度均值3.53，單向抗壓強度均值0.84 MPa，單向抗拉強度均值35.41 MPa。

2 工作面回采現(xiàn)狀及問題分析

2.1 工作面回采現(xiàn)狀

4317工作面綜采綜合機(jī)械化回采工藝，采煤機(jī)選用上海煤機(jī)MG450/1020-WD型采煤機(jī)，刮板輸送機(jī)采用山東煤機(jī)制造的SGZ880/2×525 kW型輸送機(jī)，支架采用金鼎煤機(jī)制造，其中ZF7200/17/33.5型中間架125架，ZP10000/18/33.5排頭排尾架7架，通過操作閥組控制支架動作，截止目前工作面已回采252 m[1]。

工作面采用的SGZ880/2×525 kW型輸送機(jī)機(jī)頭采用1臺電機(jī)驅(qū)動，機(jī)尾采用1臺電機(jī)驅(qū)動，均采用額定功率為525 kW變頻一體電機(jī)，額定電壓為3 300 V。工作面在前期回采過程中經(jīng)常出現(xiàn)刮板輸送機(jī)上竄下跳現(xiàn)象，不僅影響著工作面安全回采，降低刮板輸送機(jī)運輸效率，而且增加了設(shè)備維修費用；根據(jù)長平煤礦機(jī)電科統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，4317工作面前期回采時共計出現(xiàn)9起刮板輸送機(jī)上竄下跳故障，導(dǎo)致輸送機(jī)斷鏈4次、電機(jī)燒毀一臺、刮板斷裂4節(jié)，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)52.4萬元，嚴(yán)重制約著工作面安全高效回采。

2.2 問題分析

通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致4317工作面刮板輸送機(jī)出現(xiàn)上竄下跳的原因主要由以下幾方面：

2.2.1 煤層傾角影響

1）4317工作面回采煤層為3號煤層，煤層平均傾角為7°，受煤層傾角影響工作面在回采過程中刮板輸送機(jī)沿煤層傾角小的方向出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，通過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，刮板輸送機(jī)下滑量隨著煤層傾角增大而增大，當(dāng)煤層傾角達(dá)15°時，需對刮板輸送機(jī)安裝防滑裝置；當(dāng)煤層傾角小于3°時，刮板輸送機(jī)相對平穩(wěn)。

2）由于受煤層傾角影響，采用液壓支架推拉桿推移刮板時速送機(jī)時，推拉桿對刮板輸送機(jī)產(chǎn)生一個斜向下的側(cè)向分力，隨著傾角以及推移速度加大，分力作用強度加大；4317工作面前期回采時平均回采速度達(dá)12 m/d，回采速度快，液壓直接推拉分力作用在刮板輸送機(jī)上，導(dǎo)致出現(xiàn)下滑現(xiàn)象。

2.2.2 管理不到位

1）4317工作面刮板輸送機(jī)出現(xiàn)下滑后造成輸送機(jī)尾部煤矸堆積量大，當(dāng)刮板輸送機(jī)在啟動瞬間時輸送機(jī)產(chǎn)生負(fù)荷加大現(xiàn)象，導(dǎo)致輸送機(jī)余鏈出現(xiàn)跳動。

2）由于工作面刮板輸送機(jī)檢修維護(hù)力度不夠，刮板輸送機(jī)長期負(fù)荷運轉(zhuǎn)下，刮板鏈出現(xiàn)磨損嚴(yán)重、刮板鏈拉長，導(dǎo)致刮板鏈張緊不足，出現(xiàn)松弛現(xiàn)象，輸送機(jī)在運轉(zhuǎn)時導(dǎo)致刮板鏈上竄下跳。

2.2.3 斜切進(jìn)刀方式影響

4317工作面采煤機(jī)主要采用端頭斜切進(jìn)刀方式，當(dāng)采煤機(jī)斜切進(jìn)刀時采煤機(jī)對刮板輸送機(jī)產(chǎn)生一個相反的推進(jìn)力，該推進(jìn)力作用在刮板輸送機(jī)上的分力分別為F1、F2，其中分力F1垂直刮板輸送機(jī)，F(xiàn)2平行刮板輸送機(jī)且與輸送機(jī)運行方向相反。當(dāng)F1大于刮板輸送機(jī)與采煤機(jī)機(jī)身重量時，輸送機(jī)出現(xiàn)上竄現(xiàn)象；當(dāng)F2大于輸送機(jī)摩擦作用力時，輸送機(jī)出現(xiàn)下滑現(xiàn)象[2]。

3 刮板輸送機(jī)上竄下跳防治措施

1）加強刮板輸送機(jī)檢修維護(hù)力度：綜采工作面刮板輸送機(jī)在使用過程中每運行18 h必須停機(jī)檢查一次，檢查內(nèi)容主要包括刮板鏈松弛情況、刮板變形情況、機(jī)頭移尾情況，發(fā)現(xiàn)問題必須及時處理。

2）工作面?zhèn)涡闭{(diào)整：綜采工作面出現(xiàn)偽斜后刮板輸送機(jī)與液壓之間布置不平行，在推拉刮板輸送機(jī)時很容易產(chǎn)生下滑分力，所以調(diào)控綜采工作面?zhèn)涡?，可有效控制刮板輸送機(jī)下滑現(xiàn)象，當(dāng)工作面出現(xiàn)正偽斜時通過增加機(jī)頭回采量及時調(diào)整偽斜，通過現(xiàn)場觀察分析，工作面出現(xiàn)正偽斜后將機(jī)頭段超前機(jī)尾5～6 m可有效防止輸送機(jī)下滑現(xiàn)象。

3）設(shè)備調(diào)整：為了防止刮板輸送機(jī)上竄下滑時可通過調(diào)整液壓支架推拉刮板輸送機(jī)方向進(jìn)行控制，當(dāng)刮板輸送機(jī)向機(jī)頭方向下滑時，可從機(jī)頭向機(jī)尾方向推移輸送機(jī)，并從機(jī)尾向機(jī)頭方向進(jìn)行拉架，從而保證刮板輸送機(jī)下滑方向與上竄方向相反。

4）安裝回柱絞車：當(dāng)工作面刮板輸送機(jī)出現(xiàn)上竄下滑現(xiàn)象時，可通過支設(shè)單體柱進(jìn)行戧設(shè)，即在工作面每隔10個支架支設(shè)一根單體柱，單體柱底端頂住刮板輸送機(jī)，頂端與液壓支架頂梁支撐，同時可在刮板輸送機(jī)下滑反方向（機(jī)頭或機(jī)尾）安裝一臺回柱絞車，將絞車鋼絲繩固定在刮板輸送機(jī)上，防止輸送機(jī)下滑。

5）增加刮板槽防止上竄下滑：當(dāng)刮板輸送機(jī)出現(xiàn)上竄下跳時可適當(dāng)增加刮板槽，使輸送機(jī)長度增加，從而增加輸送機(jī)質(zhì)量以及與底板附著力，防止刮板輸送機(jī)出現(xiàn)上竄下滑現(xiàn)象。

6）安裝刮板鏈張緊監(jiān)測裝置：刮板鏈松緊度不僅影響著輸送機(jī)運輸效率，而且很容易出現(xiàn)斷裂、漂鏈現(xiàn)象，當(dāng)刮板鏈過松時在拉力作用下容易出現(xiàn)刮板鏈上竄，當(dāng)刮板鏈過緊時張力過大易斷鏈；所以可在機(jī)頭處安裝一套刮板鏈張緊監(jiān)測裝置，該裝置主要由滑動齒輪、控制器、滑道、齒輪咬合感應(yīng)器等部分組成；當(dāng)刮板鏈過松與齒輪無法完全咬合時，通過感應(yīng)器將信號傳遞至控制器內(nèi)，控制器控制作用使滑動齒輪移動，實現(xiàn)張緊刮板鏈的作用，從而防止因刮板鏈過松出現(xiàn)上竄下跳現(xiàn)象。

4 結(jié)語

長平煤礦針對4317工作面前期回采時刮板輸送機(jī)頻繁出現(xiàn)上竄下跳現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)場觀察分析了上竄下跳機(jī)理，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，通過實際應(yīng)用效果來看，采取預(yù)防措施后刮板輸送機(jī)上竄下跳現(xiàn)象得到了明顯改善，大大降低了輸送機(jī)故障率，故障率降低了82%，全年維修成本費用減少了27.8萬元，保證了工作面后期安全高效回采，為其他類似工作面提供了實際借鑒意義。