大倾角综采工作面设备防滑研究

2018-06-13梁吉军

科学与财富 2018年13期

梁吉军

摘要：运输机下滑，使运输机进入机道较多，不仅使运输机头与机道转载机不能正常搭接，给工作面出货带来困难，而且还带动支架下滑，造成支架失稳现象导致移架困难，影响工作面正常生产。由于支架、运输机下滑后，不仅使支架、运输机进入机道，而且还造成工作面上端头处无支架支护，而必须进行人工用单体柱进行支护，给生产带来困难。

关键词：大倾角；综采工作面；防滑；控制技术

1大倾角综采工作面设备下滑分析

1.1大倾角工作面综采支架受力分析

1.1.1支架支撑状态受力分析

支架在支撑状态受自身重力G、顶板压力N1、底板支撑力N2和与顶底板间的摩擦力F1、F2。支架的受力分析如图1所示。

式中G——支架的自重；N1——顶板对支架的压力；N2——底板对支架的支撑力；α——工作面倾角；f1——煤层顶板与支架间的静摩擦因数；f2——煤层底板与支架间的静摩擦因数。一般的可以近似认为f1、f2相等均为f。则支架下滑的条件为

在正常情况下支架的工作阻力相当于支架的自重的20～40倍，（N1+N2）是（N2-N1）的30～50倍，支架对岩石的滑动摩擦因数一般为0.3～0.4，静摩擦因数会更大， fN2+N1N2-N1的值会远大于10，支架下滑要求tanα>10，即工作面煤层倾角α>80°。而1101区综采工作面煤层倾角不超过45°，所以在支架支撑状态不必考虑向下滑动。

1.1.2支架在移架過程中的受力分析

支架在移架过程中，主要受自身的重力G、底板的支撑作用力N、支架与底板间的摩擦力F、移溜千斤顶的拉力和支架侧向千斤顶的侧推力F′作用。如图2所示。

图2移支架受力分析

对支架进行受力分析：

式中G——支架自重；α——煤层倾角；N——煤层底板对支架的支撑力；F——煤层底板与支架间的摩擦力；F′——支架侧调千斤顶的推力。支架下滑的条件为Gsinα>（F+F′）。由方程组（2）有：

tanα>（F+F′）/N

其中F=Nf （f≈0.3～0.4），支架的侧调千斤顶的侧向推力F'一般为支架自重的0.6～0.8倍，故tanα>1，所以在工作面倾角小于45°的情况下，支架也不会发生向下滑动。

通过以上分析，工作面倾角小于45°时，无论支架在支撑状态还是移动过程中都不会因支架自身重力作用下发生向下滑动，同理输送机也不会克服摩擦阻力向下滑动；导致工作面支架及输送机上窜下跳的主要原因是由于工作面倾斜方向分力的作用使支架与回采方向发生偏移。

1.2大倾角综采支架及输送机下滑

1.2.1运输机下滑

引起运输机下滑的因素较多，但主要原因为下列因素共同作用的结果：

（1）自重下滑：由于运输机有一定的重量，在斜面上运输机静止不动时自身就有一个向下的分力，运输机在移动时就会向下滑。