大倾角综采工作面的防倒滑技术分析

大倾角综采工作面的防倒滑技术分析
作者：庞冲
来源：《科技创新导报》 2011年第22期
庞冲
(唐山开滦赵各庄矿业有限公司河北唐山 063101)
摘要:作为大倾角综采工作面的关键性技术,如何防止工作面支架及设备的下滑和倾倒是保证作业高效、安全、顺利完成的重点之一。

本文结合笔者的实际工作经验,分析了产生支架设备倒滑问题的原因,并提出了有针对性的防治措施,以期为类似条件下,提高综采施工工作的效率及安全性提供有益的参考和借鉴。

关键词:大倾角综采工作面支架稳定设备防滑
中图分类号:TD35 文献标识码:A 文章编号:1674-
098X(2011)08(a)-0074-01
国民经济的快速发展使各行业对能源供给的需求不断增长,在多年的高效开采之后,我国许多矿区都开始了向深部煤层延伸的趋势,针对大倾角煤层的综采技术也越来越得到重视,实践证明,综合机械化设备技术在大倾角工作面中的运用大大提升了开采效率与稳定性,但同时也存在着片帮漏顶、支架失稳、输送机等设备下滑等,影响作业效率和安全的关键性问题,必须引起相关人员的充分重视。

1 提高大倾角综采工作面开采中液压支架的稳定性
1.1 工作面概况
笔者所在唐山开滦赵各庄矿7煤层,煤层平均倾角39°,局部42°～54°。

由于倾角较大,回采时采用单向割煤,其工艺流程为:挂网→上端头斜切进刀→向上返刀割三角煤→下行割煤→空刀上返→从下向上移架、推溜,并循环进行。

3372综采工作面选用2组ZFG4600-17/28液压
支架和47组ZF4000-15.5/25支架支护顶板,并采用MG200/500-AWD电牵引采煤机进行作业。

1.2 保持液压支架稳定性在作业中的重要性及其失稳原因分析
工作面中的支架失稳是大倾角综采工作的一个基本问题,主要包括倾斜、下滑、扭曲等几种形式,作业中支架失稳可能导致其倾倒并出现互相挤压的现象,不利于工作面的顶板管理,且会使浮煤增多,工作条件恶化,同时也是设备下滑、倾倒的诱因之一,因此必须采取适当的手段提高其稳定性,保证生产的顺利进行。

理论分析及试验证明,大倾角工作面中的液压支架在自身重力、顶板压力、底板支承、相邻支架的作用以及摩擦阻力等作用因素下保持平衡,其与围岩之间的作用力受到围岩性质、倾角角度、支架结构及综采工艺参数等方面的影响,在静载荷状态下支架具有下滑临界状态的极限倾角,在理想状态下一旦工作面倾角大于极限倾角,支架即可能在支撑状态下发生滑动。

但即使工作面倾角小于极限倾角,由于顶板在承压下可能产生的形变及切向移动也可能对支架产生侧向力,导致其倾倒,而工作面底板受压形变也可能导致相似的后果。

1.3 提高液压支架稳定性的具体措施
要提高液压支架的稳定性,首先必须坚持确保失稳极限倾角大于工作面倾角的原则,并从支
架设计、支架系统布置、改进综采工艺以及支架操作等方式入手。

当工作面实际倾角很大时,应考虑到支架下滑的必然趋势,为其下滑预留空间。

应注意的具体问题有:
1.3.1 液压支架的选择和布置
在保证支架支撑能力的基础上应尽可能减轻支架重量,在提高支架稳定性的同时,为其安装、回撤及调整等工作提供便利。

移架时应通过支架侧护板千斤顶和侧推弹簧的运用使支架顶梁间
始终保持应有的扶正力而不存在间隙。

作为调整支架方向的调架千斤顶应设置在邻架顶梁之间,并与回采方向保持一致,当出现支架倾倒的情况时,可以相邻支架为支点调整倾倒支架的位置;在邻架底座间应加设防滑千斤顶,从而将初撑力大的支架作为支点调整相邻支架的位置。

此外,还
应合理加大支架底座的面积,降低其对底板的压力及破坏程度。

1.3.2 排头支架的设置问题
大倾角综采工作面设置排头支架可提高支护系统的整体稳定性。

作为工作面的基础,排头支架的防滑和防倒装置的运用是整个支架防滑、防倒工作的关键,因此必须对其给予严格的控制。

防滑装置的设置:底座前部防滑。

用移步横梁将排头支架组成整体,相邻两架间设双作用防滑千
斤顶,支架与输送机直接用推移装置连接,互相锚固;底座后部。

排头支架与上一架后部的防滑,
多采用将其后部用千斤顶加锚链的软连接装置与上部支架连接,达到牵拉防滑的作用。

防倒装置的设置:硬连接防倒装置,在相邻两支架的顶梁上设置双作用可推拉、调节性能好的防倒千斤顶;软连接防倒装置,在相邻两支架间,设置由千斤顶锚链连接斜拉防倒装置,即一端连上方支架的顶梁,另一端连下方支架的顶梁。

此外,中部、排尾支架也应按照实际情况设计防滑、防倒装置,以提高系统的整体稳定性。

1.3.3 其他措施
为减小工作面的实际倾角,可将其布置为伪斜,并保持支架的推进方向与回采方向一致,有效防止其下滑,当伪倾斜角度设置适当时,工作面伪倾斜造成的上移量,与下滑量相互抵消,支架沿
走向方向前移即可消除下滑现象。

此外,采高和放煤的控制都是提高支架稳定性的重要环节,在
施工管理中须予以重视。

2 工作面设备的防滑技术
设备的防滑防倒也是保证作业安全与效率的重要工作,特别是设备的防滑更是工作中的重点。

当煤层倾角大于12°～18°时,输送机就可能因为自重而下滑。

输送机机头与转载机机尾搭接
不当,导致输送机底链返回带煤,底板没割平或移输送机时过多浮煤及硬矸进入底槽,导致底链与底板摩擦阻力过大,均能引起输送机下窜。

为降低底链的运行阻力,可采用封底式刮板运输机以
防煤矸进入底槽中,工作面采用适当伪斜(可设为8°～12°),下端运输平巷超前,上端回风平巷
滞后,使输送机推移的上移量和下滑量抵消。

严格把握推移输送机顺序,尽可能由工作面下段开
始自下而上地单向推移输送机。

移输送机时,用单体支柱顶住机头,将先移完的机头锚固后,再继续推移,并在移输送机时不同时松开。

除输送机外,还应通过加强设备管理、控制移动速度、尽
量减少上行过程中的停机次数等方式加强采煤机等设备的防滑工作。

3 结语
大倾角综采工作面的施工是一项涉及因素多、技术要求高、工艺复杂的系统工程,作业前必须全面考虑自身设备技术水平、施工人员操作能力与客观地质条件,对可能给开采稳定性造成不利影响的问题给予细致的分析,特别是对机械化开采中的支架失稳及设备下滑等基本问题,应逐
项制定防治措施并认真予以落实,尽可能的降低作业安全隐患,保证矿井开采工作安全、高效、顺利地进行。

参考文献
[1]王维德.大倾角综放工作面安全开采技术[J].煤矿开采,2009(2).
[2]马晓东,李雅琴.大倾角走向长壁综放工作面支架安全快速安装回撤及防倒防滑技术[J].煤矿安全,2009(1).
[3]袁永,屠世浩,窦凤金,吴其.大倾角综放面支架失稳机理及控制[J].采矿与安全工程学报,2008(4).
[4]孙守义,马新华,吴如雷.综采放顶煤技术的应用与发展[J].矿山压力与顶板管
理,2002(2).。