综采工作面刮板输送机“上窜下滑”分析及对策

2014-12-13薛小锋

中国科技纵横 2014年6期

关键词：刮板采煤机输送机

薛小锋

(陕西陕北矿业韩家湾煤炭有限公司安全环保部,陕西榆林 719315)

综采工作面刮板输送机“上窜下滑”分析及对策

薛小锋

(陕西陕北矿业韩家湾煤炭有限公司安全环保部,陕西榆林 719315)

分析了综采工作面刮板输送机“上窜下滑”的原因和危害,最后制定出刮板输送机“上窜下滑”的调整对策。

综采工作面刮板输送机 “上窜下滑” 分析及对策

刮板输送机“上窜下滑”的控制直接影响到综采工作面其他生产工序的正常进行。我们从理论上分析其发生的原因，进而采取相应的防治措施，才能有效地对其进行控制。下面以四盘区2403工作面为例，探讨刮板输送机“上窜下滑”的原因分析及预防措施。

1 2403工作面概况

2403工作面走向长度为2857m(切眼帮～停采线)，工作面宽度为261m，煤层倾角1～3°，工作面采用走向长壁综合机械化采煤，一次采全高，全部跨落法管理顶板的采煤方法。

2 刮板输送机“上窜下滑”理论分析和经验判断

理论分析：从力的平衡方面分析刮板输送机出现下滑的原因，我们根据刮板输送机受到的向下方向的力大于向上方向的力，从而使输送机向下产生位移。

2.1 刮板输送机受力分析

(1)重力引起的力。

式中：G1—刮板输送机的重力，N；F1—由刮板输送机的重力引起的下滑力，—刮板输送机与底板之间的摩擦力，N；α—工作面倾角，(°)；μ—刮板输送机与底板之间的摩擦系数。

式中G2—采煤机的重力，N；F2—由采煤机的重力引起的刮板输送机下滑力，N；—由采煤机的重力引起的刮板输送机与底板之间增加的摩擦力，N。

③刮板输送机运行过程中运输煤炭自重引起的力如图3所示：

式中：G3—刮板输送机运行过程中运输煤炭的重力，N；3F—由载荷的重力引起的刮板输送机下滑力，N；13F—由载荷的重力引起的刮板输送机与底板之间增加的摩擦力，N。

(2)设备运行过程中产生的张力。

①采煤机运行过程中产生的张力。

采煤机在牵引过程中，由于牵引力的存在，牵引部对输送机产生相反方向的力F4，方向与采煤机的牵引方向相反。

图1 刮板输送机受力示意图

图2 刮板输送机受力示意图

②刮板输送机运行时中间链条的张力。

式中：F5—刮板输送机牵引链的张力，N；K1—链条绕链轮时附加阻力系数；K2—输送机水平弯曲时与槽帮间的阻力系数；q—货载每米重力；q0—链条每米重力。

(3)支架推移千斤顶对刮板输送机产生的力。

当液压支架与刮板输送机不垂直时，推移千斤顶的推拉会使刮板输送机产生向上或向下方向的力，如图4所示；式中：F6—支架推移使输送机受到的力—千斤顶实际推力，N；β—千斤顶与溜槽间的夹角，(°)；n—同时工作的千斤顶个数。

2.2 各种力对刮板输送机的作用

设备及载荷自重引起的下滑力F1、F2、F3在任何情况下都使刮板输送机有下滑趋势，摩擦力在任何情况下都阻止刮板输送机下滑。采煤机牵引对刮板输送机产生的力与其牵引方向相反，当采煤机上行时，对输送机产生下滑力F4，当采煤机下行时，对输送机产生阻止下滑力。支架推移千斤顶对刮板输送机产生的力随支架推移杆导向变化而变化，当推移杆导向沿工作面倾斜方向向下时，推移输送机会产生向下方向的下滑力；当推移杆导向沿工作面倾斜方向向上时，推移输送机会使其产生阻止下滑力。

综上所述，使刮板输送机下滑的力为：F=1F+F2+F3+F4+F6，阻止刮板输送机下滑的摩擦力为：。当F＞F'时，刮板输送机所受的合力为下滑力，在下滑力的作用下，刮板输送机产生向下方向的位移，即出现下滑现象；当F＜F'时，刮板输送机所受的合力为向上方向的力，在这个力的作用下，刮板输送机产生向上方向的位移，即出现上窜现象。

图3 刮板输送机受力示意图

图4 支架推移千斤顶使刮板输送机受力示意图

经验判断：(1)巷道中线控制法。在运输巷、回风巷顶板上标注巷道中线，并在中线位置悬挂垂球线，在回采推进过程中测量垂球线距刮板输送机机头、机尾的距离，如果机头(机尾)距离不断增加，则说明刮板输送机出现上窜或下滑。(2)液压支架推移杆观察法。在工作面回采推进过程中，注意观察液压支架推移杆的方向，在刮板输送机稳定时，液压支架推移杆基本处于支架底座中间，当液压支架推移杆普遍偏向支架底座一侧时，说明刮板输送机己出现“上窜下滑”。

3 刮板输送机“上窜下滑”的危害

(1)当刮板输送机“上窜下滑”严重时，会导致工作面上、下端头安全出口宽度不够，工作面一端需扩帮保证安全出口畅通，另一端会出现空顶面积大、采煤机割不透煤壁等不利因素。(2)当刮板输送机“上窜下滑”时，会导致转载机尾与输送机头搭接不合理，在运转过程中出现槽头拉“回煤”的现象，造成刮板输送机运转负荷增大，严重时会出现输送机开不动、拉断链、烧坏电机等现象。(3)刮板输送机“上窜下滑”会带动推移杆上、下摆动，造成支架拉移时产生倒架、咬架、架向不正等现象，不利于顶板维护。(4)在调整刮板输送机“上窜下滑”时，容易造成工作面直线度差、液压支架顶梁咬死、液压支架架向不正、顶板掉矸等问题，严重影响工作面的规格质量。

4 刮板输送机“上窜下滑”的对策

(1)调整工作面伪斜。根据工作面倾角的大小合理调整工作面伪斜，工作面具体调斜量可以根据经验公式计算得出。目前常用的经验公式为：S=Ltan（α/3)S=4.6m式中，S为伪斜超前距；L为工作面倾斜长度，取261m；a为煤层倾角，取3°。

在工作面倾角保持3°的情况下，通过甩采，使下端头超前上端头4.6m的距离，基本可以控制工作面刮板输送机的下滑。在调整工作面伪斜长度过程中，要采用大斜切和小斜切配合使用的方法，防止出现由于改变槽头或槽尾的推进速度而造成液压支架前梁咬死、挤架现象。在调整过程中，要及时调整架向和支架的状态，防止倒架现象发生。

(2)工作面液压支架架向调整。刮板输送机与液压支架互为支点进行前移，输送机的“上窜下滑”受推移杆方向的影响较大，在工作面回采推进过程中出现输送机“上窜下滑”时，要及时调整支架相对输送机的方向，通过推移方向的改变来控制输送机“上窜下滑”。当刮板输送机出现上窜时，工作面应采取向上端头方向调整支架尾部的方法，使支架推移杆斜向下推移输送机；当刮板输送机出现下滑时，工作面应采取向下端头方向调整支架尾部的方法，使支架推移杆斜向上推移输送机。

(3)改变割煤工艺。刮板输送机出现“上窜下滑”时，可以临时采用单向割煤，通过改变推槽顺序进行调整。当输送机上窜时，采用从下端头向上端头割煤然后向下返空机，从上向下依次推溜的方式进行调整；当输送机下滑时，采用从上端头向下端头割煤向上返空机，从下向上依次推溜的方式进行调整。

(4)工程质量控制。工作面的工程质量对刮板输送机“上窜下滑”的影响非常大，回采推进过程中必须保持工作面平直，防止出现由于工作面不直或输送机不平而影响刮板输送机的调整。