綜采工作面調(diào)斜與防滑安全技術(shù)措施
綜采(放)工作面的布置由于受地質(zhì)構(gòu)造及開(kāi)切眼傾角等因素所限，工作面開(kāi)切眼的布置往往與運(yùn)、回兩巷不能垂直布置，存在一個(gè)角度，即偽斜角。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，偽斜角一般設(shè)計(jì)為切眼坡度角(真傾角)的1/3~1/5間。實(shí)踐證明：開(kāi)切眼坡度角小于15°的綜采(放)工作面?zhèn)涡陛^易調(diào)整與掌握，但當(dāng)工作面切眼坡度角大于10°時(shí)，(受采煤機(jī)結(jié)構(gòu)、爬坡性能、防滑方式及機(jī)身材質(zhì)所限，一般不超過(guò)25°)，工作面的實(shí)際偽斜較難掌握。生產(chǎn)中實(shí)際偽斜還受所用設(shè)備(支架、前部后部運(yùn)輸機(jī)等)及其連接方式的影響，因而偽斜是一個(gè)較復(fù)雜、技術(shù)性較強(qiáng)的數(shù)值，一般通過(guò)運(yùn)、回兩巷推進(jìn)度之差顯示。
1 工作面概況
5103綜采放頂煤工作面煤層平均厚度6.40m ，含兩層夾矸，分三個(gè)自然分層，結(jié)構(gòu)為1.5(0.1)3.74(0.05)1.1,煤層厚度穩(wěn)定。工作面切眼全長(zhǎng)153.6m ，循環(huán)進(jìn)度0.6m ，運(yùn)巷全長(zhǎng)660m，風(fēng)巷全長(zhǎng)680m，受地質(zhì)條件限制，切眼自然坡度為10.1°—18.9°, 平均達(dá)15.3°(風(fēng)巷高于運(yùn)巷)，工作面設(shè)計(jì)偽斜為4°，采用走向長(zhǎng)壁低位放頂煤一次采全高、全部垮落法管理頂板的綜合機(jī)械化采煤方法。
2 偽斜不當(dāng)對(duì)生產(chǎn)的影響
2.1造成刮板運(yùn)輸機(jī)(大溜)上下滑動(dòng)
5103綜放面由于偽斜調(diào)整欠妥，曾一度造成工作面刮板運(yùn)輸機(jī)上竄下滑，導(dǎo)致了刮板運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接的經(jīng)常性變動(dòng)，從而改變了運(yùn)輸機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)的合理搭接關(guān)系。運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭過(guò)短造成運(yùn)輸機(jī)卸煤不暢，在機(jī)頭形成堆煤現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)可能造成運(yùn)輸機(jī)將轉(zhuǎn)載機(jī)推至運(yùn)巷外幫煤壁，致使端頭安全出口堵塞，造成停產(chǎn)。
2.2造成擠架、垛架甚至倒架
5103綜放面由于偽斜掌握欠妥，初采階段工作面運(yùn)輸機(jī)下滑嚴(yán)重，帶動(dòng)支架底座也向下滑移(支架底座偏向機(jī)頭方向)，后經(jīng)調(diào)整偽斜，同時(shí)采取相應(yīng)措施使運(yùn)輸機(jī)逐步上移;但由于運(yùn)輸機(jī)上竄過(guò)程中，向上擺架(修正支架底座的推移方向)不力，致使工作面中部有連續(xù)36架支架擠架，其中16架支架垛架、倒架，嚴(yán)重制約生產(chǎn)的正常有序進(jìn)行。
3 下滑原因分析
工作面?zhèn)涡辈划?dāng)主要表現(xiàn)為運(yùn)輸機(jī)上竄下滑。當(dāng)工作面與兩巷垂直，采用兩端頭交互斜切進(jìn)刀時(shí)，工作面支架、運(yùn)輸機(jī)呈現(xiàn)出緩慢下滑，下滑的起源是工作面由上端頭依次往下推移刮板運(yùn)輸機(jī)。當(dāng)工作面坡度為15.3°(平均)，工作面與兩巷垂直時(shí)，采煤機(jī)從上向下割煤，由上向下依次推移運(yùn)輸機(jī)時(shí)，實(shí)測(cè)平均每推進(jìn)一刀，運(yùn)輸機(jī)下滑36mm ;采煤機(jī)向上割煤，自下往上依次推移運(yùn)輸機(jī)時(shí)，平均每推一刀，運(yùn)輸機(jī)下滑5mm 。
3.1受地質(zhì)因素影響
5103綜放面為一單斜構(gòu)造，風(fēng)巷標(biāo)高+585m , 運(yùn)巷標(biāo)高+518m ，運(yùn)回兩巷落差為：50m，工作面平均傾角15.3°。因而支架、運(yùn)輸機(jī)等沿斜面方向會(huì)產(chǎn)生一向下的分力，由于支架、運(yùn)輸機(jī)自身重量較大，而下滑分力則較小。所以支架、運(yùn)輸機(jī)等處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，設(shè)備不會(huì)下滑，只存在一種潛在的下滑趨勢(shì)。
3.2受推移方向影響
綜放工作面正常生產(chǎn)工序?yàn)椋翰擅簷C(jī)自機(jī)頭(尾)斜切進(jìn)刀――割煤――移架――推前部運(yùn)輸機(jī)――放煤――拉后部運(yùn)輸機(jī)。隨采煤機(jī)不斷割煤，前部運(yùn)輸機(jī)被依次逐架推向煤壁。在這種往復(fù)循環(huán)過(guò)程中，運(yùn)輸機(jī)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，這種滑動(dòng)主要通過(guò)運(yùn)輸機(jī)彎曲段體現(xiàn)，支架推移桿會(huì)發(fā)生一定量的左向或右向偏置，偏向程度雖然較小，但必竟不是正向推移，因而推移中要向左或右產(chǎn)生作用分力。當(dāng)采煤機(jī)向機(jī)頭方向割煤時(shí)，由機(jī)尾向機(jī)頭逐架推移運(yùn)輸機(jī)，產(chǎn)生作用分力向機(jī)頭側(cè);當(dāng)采煤機(jī)向機(jī)尾割煤時(shí)，通過(guò)推移運(yùn)輸機(jī)產(chǎn)生的作用分力指向機(jī)尾。所謂偽斜調(diào)整就通過(guò)這一原理控制運(yùn)輸機(jī)發(fā)生下滑或上竄，見(jiàn)圖。
采煤機(jī)由機(jī)尾向機(jī)頭割煤推移運(yùn)輸機(jī)受力分析
3.3受后部運(yùn)輸機(jī)連接方式影響
由于后部運(yùn)輸機(jī)的拖移裝置可安設(shè)在支架底座前端左右任一側(cè)。拖移裝置安設(shè)在支架左(右)側(cè)，移架或拉后部運(yùn)輸機(jī)時(shí)，受力矩影響(以支架底座右〈左〉端為支點(diǎn)，底座寬為力臂，對(duì)后部運(yùn)輸機(jī)的拉力為力)，支架將左向〈右向〉旋轉(zhuǎn)一定量，使支架推移千斤頂偏向左〈右〉，(即下端頭或上端頭)。推移前部運(yùn)輸機(jī)時(shí)，推力方向向下(上)偏移，從而導(dǎo)致運(yùn)輸機(jī)加速向下(上)移動(dòng)。
4偽斜量的確定
在大角度傾斜工作面，若工作面與兩巷垂直，運(yùn)輸機(jī)、液壓支架下滑不可避免。將工作面采成偽斜，使下端頭超前上端頭一定距離，是解決綜放工作面支架與運(yùn)輸機(jī)下滑最有效的辦法。超前距離(偽斜)可由以下方法求得：
(1)設(shè)工作面(開(kāi)切眼)調(diào)斜采成與回風(fēng)巷垂線成α角，若未呈現(xiàn)滑移現(xiàn)象，則運(yùn)輸機(jī)將上竄600sinα(mm)。其中，600為循環(huán)進(jìn)度。
(2)實(shí)測(cè)，當(dāng)α=0時(shí)，每推進(jìn)一個(gè)循環(huán)，運(yùn)輸機(jī)下滑36mm。
(3)若要運(yùn)輸機(jī)不下滑，必須：600sinα=36
所以α=3°26′
設(shè)偽斜距離(運(yùn)巷較風(fēng)巷多推進(jìn)距離)為X，則：X=Msinα
式中：M------工作面長(zhǎng)度(153.6m)。
解得： X=9.22m
實(shí)踐中，將工作面調(diào)斜采成下端頭(機(jī)頭)超前于上端頭(機(jī)尾)10m。
5 調(diào)斜防滑方式
5.1大斜式
實(shí)踐中，每班對(duì)運(yùn)輸機(jī)的滑移觀察、計(jì)量，在運(yùn)輸機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)的搭接長(zhǎng)度或支架推移桿發(fā)生輕微變向時(shí)，若機(jī)頭長(zhǎng)，可多推進(jìn)運(yùn)輸機(jī)機(jī)頭，少推進(jìn)運(yùn)輸機(jī)機(jī)尾。即：變?cè)鹊膬裳h(huán)中，采兩次機(jī)頭、機(jī)尾為采三次機(jī)頭、兩次機(jī)尾或采兩次機(jī)頭一次機(jī)尾。若機(jī)尾長(zhǎng)，可多推進(jìn)機(jī)尾，少推進(jìn)機(jī)頭，其工藝原理與機(jī)頭長(zhǎng)時(shí)相同。在整個(gè)“大斜”調(diào)整過(guò)程中，采煤機(jī)都要跑整刀。
5.2 小斜式
運(yùn)輸機(jī)下滑過(guò)快，不易迅速控制運(yùn)輸機(jī)下滑時(shí)，也可采用調(diào)小斜的方法穩(wěn)住運(yùn)輸機(jī)。即：若機(jī)頭長(zhǎng)時(shí)，只采機(jī)頭，不采機(jī)尾。根據(jù)實(shí)際情況，采煤機(jī)一次比一次跑得短(近)，工作面形成人為的凸(俗成“肚”)，如此可控制運(yùn)輸機(jī)下滑。“小斜式”存在嚴(yán)重缺陷，即：易造成擠架。此方式應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況(架松時(shí))采用。否則，會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重后果。
5.3支架調(diào)向式
運(yùn)輸機(jī)如果不與支架相連,無(wú)論怎樣調(diào)整其偽斜,也不可能控制運(yùn)輸機(jī)下滑,因而控制運(yùn)輸機(jī)下滑的根本是調(diào)向后的推移裝置。支架調(diào)向式就是通過(guò)調(diào)整支架的推移方向來(lái)控制運(yùn)輸機(jī)下滑。一般與“大斜式”聯(lián)合使用，否則很難使支架實(shí)現(xiàn)真正意義上的調(diào)向。所謂調(diào)向式就是：移架時(shí)，用單體支柱頂在支架的下滑測(cè)，既可適當(dāng)調(diào)整支架的方向，又有利于增加移架力;低位放頂煤綜放面還可通過(guò)調(diào)整后部運(yùn)輸機(jī)拖移裝置耳在支架上的左右位置，加快支架方向的調(diào)整。
5.4控溜式
人為調(diào)整運(yùn)輸機(jī)推移方向，阻止其下滑，并逐步回調(diào)。即：工作面每5-10架準(zhǔn)備一個(gè)50t千斤頂，推移運(yùn)輸機(jī)前把千斤頂尾部固定在運(yùn)輸機(jī)下滑方向的鄰架底座前，頂部頂在運(yùn)輸機(jī)與本架相連的窩槽內(nèi)。推移運(yùn)輸機(jī)主要通過(guò)50t千斤與支架的推移裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般與其它幾種方式聯(lián)合使用。
5.5螺旋式
機(jī)尾(頭)長(zhǎng)時(shí)，只采機(jī)尾(頭)，不采機(jī)頭(尾)，但采煤機(jī)必須跑到機(jī)頭(尾)，采煤機(jī)跑到機(jī)頭(尾)前，運(yùn)輸機(jī)要預(yù)先拉回，機(jī)頭(尾)支架不動(dòng)。工作面始終保持直線標(biāo)準(zhǔn)。該方式使用過(guò)程中，必須最大限度利用支架掩護(hù)梁、尾梁側(cè)護(hù)千斤調(diào)整支架方向。否則易出現(xiàn)擠架、咬架等現(xiàn)象。
5.6工藝改變式
改變采煤工藝也是大傾角綜放面防滑的有效措施之一，即：變雙向割煤為單向割煤，采煤機(jī)下行時(shí)割煤、移架，但不推移運(yùn)輸機(jī);上行時(shí)采煤機(jī)跑空刀、推移運(yùn)輸機(jī)，使運(yùn)輸機(jī)每循環(huán)都自下端頭逐架向上端頭推移。從前面分析和實(shí)測(cè)中可看出一定程度上控制了運(yùn)輸機(jī)的下滑。一般情況下改變采煤工藝的方法與調(diào)斜方式聯(lián)合使用效果更好。
6體會(huì)和說(shuō)明
(1)生產(chǎn)中根據(jù)運(yùn)輸機(jī)下滑情況確定調(diào)斜防滑方式。下滑不太嚴(yán)重時(shí)，只單獨(dú)使用其中一種或兩種方式，在運(yùn)輸機(jī)下滑程度較大時(shí)，為及時(shí)阻止運(yùn)輸機(jī)下滑，可聯(lián)合使用其中多種方式。
(2)工作面坡度較小時(shí)，后部運(yùn)輸機(jī)拖移裝置耳的連接應(yīng)均勻布置在支架的左右側(cè)(一左一右)。5103綜放面由于坡度較大，采取了三左一右的布置方式(工作面左側(cè)高右側(cè)低)。
(3)在整個(gè)調(diào)斜防滑過(guò)程中，要特別注意工作面工程質(zhì)量和各設(shè)備的完好情況，每循環(huán)完成后，必須保證工作面支架和運(yùn)輸機(jī)直線(插小斜式除外)，為下一循環(huán)做好準(zhǔn)備。
(4)調(diào)斜的尺度必須把握好。當(dāng)偽斜已調(diào)至理論值左右時(shí)，要班班注意觀察運(yùn)輸機(jī)的竄動(dòng)跡象(推移桿的方向和運(yùn)輸機(jī)輕微竄動(dòng))，若已出現(xiàn)竄動(dòng)現(xiàn)象，應(yīng)停止調(diào)斜措施，正常推進(jìn)幾個(gè)循環(huán)后，再觀察運(yùn)輸機(jī)的竄動(dòng)狀況，視情況確定是否繼續(xù)調(diào)斜。
5103綜放面在切眼大傾角狀況下，采取各種方式調(diào)斜，有效控制了運(yùn)輸機(jī)的下滑，使生產(chǎn)得以正常有序進(jìn)行。5106綜放面切眼最大自然坡度23°，平均為16.8°，調(diào)斜防滑技術(shù)在該面成功推廣應(yīng)用后，效果顯著，在整個(gè)回采過(guò)程中未出現(xiàn)過(guò)一次運(yùn)輸機(jī)、支架的上竄下滑，平均月產(chǎn)達(dá)到8.1萬(wàn)噸。
