综采工作面主要设备防滑防倒技术分析与对策

杨守峰

（山东肥矿技师学院，山东 肥城 271601）

0 前言

在综采工作面上覆岩层沿层面的重力分量作用下，走向长壁工作面内的主要设备，如采煤机、刮板输送机和液压支架均有向下滑动的趋势，同时支架还有倾倒的趋势。采煤机、刮板输送机下滑与液压支架下滑、倾倒，影响工作面的正常推采，给现场安全生产带来重大事故隐患，甚至造成人员伤亡事故，因此做好综采设备的防滑防倒工作十分重要。

1 综采设备的防滑防倒

1.1 采煤机防滑

《煤矿安全规程》规定，工作面倾角在15°以上时，链牵引滚筒采煤机必须有可靠的防滑装置。有链牵引采煤机除防止断链和下滑外，还可为采煤机上行割煤时提供缠绕力、增加割煤的牵引力，采用链牵引的采煤机必须配用同步安全液压防滑绞车。防滑绞车必须安置在工作面上顺槽巷道顶板完整的地点，必须打戗柱固定牢靠。防滑绞车移位时，尽量使采煤机下行切入煤壁，同时采取相应的锁定措施。采煤机必须与防滑绞车同步工作，并要经常检查两者是否同步，若不同步，应禁止采煤机开机。采煤机正常停机时，上行割煤务必使两个滚筒全部降到底板后再停机。下行割煤，应使滚筒切入煤壁后再停机。

无链牵引采煤机装备有可靠的制动器，可用于40°～54°以上煤层而无须其他防滑装置。大倾角煤层工作面要选用无链牵引采煤机，要求牵引力大，制动可靠。

1.2 刮板输送机防滑

输送机下滑，是综采面最常见的影响生产的严重问题。输送机下滑往往牵动液压支架下滑，损坏拉架移输送机千斤顶，输送机机头与转载机机尾不能正常搭接，煤滞留于工作面端头，导致工作面条件恶化。

1.2.1 输送机下滑的原因分析

（1）重力原因引起下滑，当煤层倾角达到12～18°时，就有可能因自重而下滑；工作面上的煤炭向下运输和采煤机向下牵引以及推移输送机时输送机将产生很小的向下位移，实际上，输送机这种微小的下滑量却带动推移千斤顶和液压支架向下偏斜，当偏斜了的千斤顶顺着这个偏斜方向推移输送机时，又加大了输送机的下滑量，而千斤顶的偏斜角度又随着输送机的下滑而增大，液压支架也同样会被迫改变前移方向，而沿着这个方向出现微小的下滑。

（2）推移不当，次数过多地从工作面某端开始推移。

（3）输送机机头和转载机机尾搭接不当，过煤间隙小，导致输送机底链返向带煤，或者底板没割平或移输送机时过多浮煤及硬矸进入底槽，导致底链和底板摩擦阻力过大，均能引起输送机下滑。多种情况下则是以上几种因素综合作用的结果。

1.2.2 防止输送机下滑的对策

（1）坚持正确使用输送机机头（尾）锚固防滑装置。移输送机时，不能同时松开机头和机尾的锚固装置，必要时在机头（尾）架底梁上用单体液压支柱加强锚固。

（2）防止煤、矸进入底槽，以减小底链运行阻力。

（3）工作面适当伪斜推进，一般为2°～3°，下端运输平巷超前，上部回风平巷滞后，使输送机推移的上移量和下滑量相抵消。

（4）严格把握移输送机顺序，下滑严重时可采取双向割煤、单向移输送机，或单向割煤、从工作面下端开始移输送机。

（5）用单体液压支柱顶住机头（尾），推移时，将先移完的机头（尾）锚固后用单体液压支柱斜支在底座下侧，然后再继续推移。

（6）煤层倾角大于18°时，沿工作面分段设置输送机与液压支架间的斜拉防滑千斤顶，分段长度应根据工作面倾角与斜拉千斤顶的拉力而定。

1.3 液压支架防倒防滑

当液压支架出现倾倒、下滑等现象时，液压支架不能有效控制顶板，甚至会造成冒顶事故，需要针对支架失稳产生的原因进行分析，以便更好地控制支架失稳，保障支护的可靠性、安全性。

1.3.1 液压支架防倒

（1）倒架原因分析

①随煤层倾角增大，支架重力的作用线超出支架底座宽度边缘时便会倾倒。另外，煤层倾角较大时，顶板移动方向偏离煤层顶底板的法线方向，也会使支架倾倒。

②工作面的采高过大时，支架的稳定性差，支架的合力作用线落在底座范围以外，也会造成支架倾倒。

③在倾角大于15°的下分层工作面，顶网及冒落矸石对支架的侧向推力较大，使支架逐渐歪斜，甚至推倒支架。

④当顶板破碎或凹凸不平时，顶梁不能平整地与顶板接触，使支架受力不均，容易发生倒架事故。

（2）防止倒架的对策

①将采高控制在作业规程规定的范围内，防止液压支架超高使用。

②顶板凹凸不平时，在液压支架顶梁与顶板之间塞垫木料，增加接触面积，防止倒架。

③工作面下端头排头支架的稳定是稳定中间支架的关键因素之一，通常要将工作面下部的3～5架支架两两用千斤顶相连，构成排头支架组，确保排头支架的稳定。

④倾角大于15°时，液压支架必须采取防倒措施。可隔架在两支架间设置双作用防倒千斤顶，隔架数依实际情况而定，倾角越大，隔架数越少。

⑤支架的倾倒和下滑主要发生在支架卸载前移的过程中，因此，在移架时，必须协调好支架的防滑防倒装置，支架移置应一次性到位，同时液压支架升起接顶后，要继续保持2～3s的供液时间，以使液压支架达到足够的初撑力。

⑥移架时要控制相邻支架顶梁高度的三分之一，以防止咬架事故发生。

⑦在工作面移架时，始终是由下向上进行移架，以防止采空区滚动矸石冲击液压支架的尾梁。要充分利用好侧护板，发挥其在降架时防止前后倾斜及移架过程中的导向板作用。

⑧移架过程中，要迅速，严禁长时间移架，以免因移架时间过长不能及时调架而发生倒架。对所有液压支架均要带压擦顶移架。

1.3.2 液压支架防滑

（1）液压支架下滑原因分析

①由于煤层倾角较大，支架重力沿煤层倾向的分力大于支架底座和底板间的摩擦力，便可产生侧向移动。

②支架前后端下滑特性不同以及垮落矸石沿底板的下冲作用，也会使支架在煤层平面内移动。

（2）防止液压支架下滑的对策

①排头支架的防滑。在底座前部或后部设防滑装置。前部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，支架与输送机用推移装置连接，相互锚固；后部用千斤顶加锚链的软连接装置与上部支架相互连接，达到牵拉防滑。支架移架时，牵拉装置暂时放松；到位后，先拉紧，调整支架后再升柱支撑顶板。另外也可在端头支架的前探梁下加打临时支柱，以增加支架的防滑能力。在工艺上可采取在排头支架范围内留设三角底煤，减缓端头处坡度，以减弱排头支架组的下滑力。

②工作面中部支架的防滑。支架底座前部，相邻架间可隔一架设一双作用防滑千斤顶，或隔数架设一双作用防滑千斤顶。支架后部，两架间底座设置由千斤顶控制的侧推装置以防支架下滑。

③工作面排尾支架的防滑。在防滑方面可采用中部支架防滑装置方法，必要时采用排头支架的防滑方法。

④为防止新移设支架处于初撑力阶段与顶底板的摩擦力小可能产生下滑，应采取间隔移架，并使支架保持适当迎山角，以抵消顶板下沉时的水平位移量。

⑤分组移架。为了防止液压支架下滑，将原来的顺序移架改为分组移架。每相邻3～5架为—组。不论向哪个方向割煤每组支架前移时都是先移下部支架，然后逐架移上部支架。

2 结论

针对煤层倾角大，在综采过程中遇到的诸如采煤机、刮板输送机和液压支架失稳等技术难题，首先做好综采设备的选型与合理配套；优化采区设计，合理布置巷道，并结合各自综采施工工艺、煤层地质条件、职工操作技能，做到理论与实践相结合，通过积极探索尝试，采取一些切实可行的技术措施，可以较好地解决液压支架的防倒防滑、刮板输送机和采煤机的下滑问题，从而消除了事故隐患，改善作业环境，为实现矿井高产高效创造了有利条件。

［1］煤矿安全规程[M].2014 版.

［2］王青，主编.采矿学[M].北京：冶金出版社，2006.

［3］张吉春，主编.煤矿开采技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2009.