回采面刮板输送机上窜下跳治理技术

陈志强

（山西长平煤业有限责任公司，山西 晋城 048000）

引言

刮板输送机是综采工作面重要机电设备之一，其安全稳定运行直接关系着工作面安全回采，但是在实际回采过程中，由于受输送机安装技术水平、操作维护水平、回采煤层赋层以及地质条件等限制，刮板输送机运行时经常出现上窜下跳现象，不仅降低了工作面煤矸运输效率，影响着刮板输送机正常推进，而且威胁着工作面回采安全。

本文以长平煤矿4317工作面为研究对象，对工作面前期回采过程中出现上窜下跳现象主要原因进行分析，并提出了合理有效治理技术，确保工作面安全快速回采。

1 4317工作面概况

山西长平煤业有限责任公司4317工作面位于3号煤一水平四盘区北翼西侧，北部为小会沟村保护煤柱，南部为靖居村保护煤柱，西部为4318综放工作面，东部为丹河保护煤柱。地面标高969～1 093 m，煤层底板标高523～555 m，工作面走向长度318.9 m、倾斜长度195.0 m（帮—帮），煤层总厚度6.12 m，煤层倾角1°～7°，平均倾角3°。

4317工作面所采煤层为3号煤，煤层总厚度为6.12 m，实际平均厚度为6.09 m，煤层最大厚度为6.12 m，最小厚度为5.84 m。煤层老顶为细粒砂岩，厚度7.40 m，浅灰色，中层状，成分以石英为主，长石次之，含岩屑，硅泥质胶结，夹泥岩条带于薄层，具波状层理；普氏硬度均值8.12，单向抗压强度均值81.47 MPa，单向抗拉强度均值3.62 MPa。直接顶为泥岩，总厚度5.17 m；黑色，参差状断口，具有垂直节理，内部有擦痕，含白云母片和大量植物化石；普氏硬度均值3.53，单向抗压强度均值0.84 MPa，单向抗拉强度均值35.41 MPa。

2 工作面回采现状及问题分析

2.1 工作面回采现状

4317工作面综采综合机械化回采工艺，采煤机选用上海煤机MG450/1020-WD型采煤机，刮板输送机采用山东煤机制造的SGZ880/2×525 kW型输送机，支架采用金鼎煤机制造，其中ZF7200/17/33.5型中间架125架，ZP10000/18/33.5排头排尾架7架，通过操作阀组控制支架动作，截止目前工作面已回采252 m[1]。

工作面采用的SGZ880/2×525 kW型输送机机头采用1台电机驱动，机尾采用1台电机驱动，均采用额定功率为525 kW变频一体电机，额定电压为3 300 V。工作面在前期回采过程中经常出现刮板输送机上窜下跳现象，不仅影响着工作面安全回采，降低刮板输送机运输效率，而且增加了设备维修费用；根据长平煤矿机电科统计发现，4317工作面前期回采时共计出现9起刮板输送机上窜下跳故障，导致输送机断链4次、电机烧毁一台、刮板断裂4节，经济损失达52.4万元，严重制约着工作面安全高效回采。

2.2 问题分析

通过现场观察发现，导致4317工作面刮板输送机出现上窜下跳的原因主要由以下几方面：

2.2.1 煤层倾角影响

1）4317工作面回采煤层为3号煤层，煤层平均倾角为7°，受煤层倾角影响工作面在回采过程中刮板输送机沿煤层倾角小的方向出现下滑现象，通过现场观察发现，刮板输送机下滑量随着煤层倾角增大而增大，当煤层倾角达15°时，需对刮板输送机安装防滑装置；当煤层倾角小于3°时，刮板输送机相对平稳。

2）由于受煤层倾角影响，采用液压支架推拉杆推移刮板时速送机时，推拉杆对刮板输送机产生一个斜向下的侧向分力，随着倾角以及推移速度加大，分力作用强度加大；4317工作面前期回采时平均回采速度达12 m/d，回采速度快，液压直接推拉分力作用在刮板输送机上，导致出现下滑现象。

2.2.2 管理不到位

1）4317工作面刮板输送机出现下滑后造成输送机尾部煤矸堆积量大，当刮板输送机在启动瞬间时输送机产生负荷加大现象，导致输送机余链出现跳动。

2）由于工作面刮板输送机检修维护力度不够，刮板输送机长期负荷运转下，刮板链出现磨损严重、刮板链拉长，导致刮板链张紧不足，出现松弛现象，输送机在运转时导致刮板链上窜下跳。

2.2.3 斜切进刀方式影响

4317工作面采煤机主要采用端头斜切进刀方式，当采煤机斜切进刀时采煤机对刮板输送机产生一个相反的推进力，该推进力作用在刮板输送机上的分力分别为F1、F2，其中分力F1垂直刮板输送机，F2平行刮板输送机且与输送机运行方向相反。当F1大于刮板输送机与采煤机机身重量时，输送机出现上窜现象；当F2大于输送机摩擦作用力时，输送机出现下滑现象[2]。

3 刮板输送机上窜下跳防治措施

1）加强刮板输送机检修维护力度：综采工作面刮板输送机在使用过程中每运行18 h必须停机检查一次，检查内容主要包括刮板链松弛情况、刮板变形情况、机头移尾情况，发现问题必须及时处理。

2）工作面伪斜调整：综采工作面出现伪斜后刮板输送机与液压之间布置不平行，在推拉刮板输送机时很容易产生下滑分力，所以调控综采工作面伪斜，可有效控制刮板输送机下滑现象，当工作面出现正伪斜时通过增加机头回采量及时调整伪斜，通过现场观察分析，工作面出现正伪斜后将机头段超前机尾5～6 m可有效防止输送机下滑现象。

3）设备调整：为了防止刮板输送机上窜下滑时可通过调整液压支架推拉刮板输送机方向进行控制，当刮板输送机向机头方向下滑时，可从机头向机尾方向推移输送机，并从机尾向机头方向进行拉架，从而保证刮板输送机下滑方向与上窜方向相反。

4）安装回柱绞车：当工作面刮板输送机出现上窜下滑现象时，可通过支设单体柱进行戗设，即在工作面每隔10个支架支设一根单体柱，单体柱底端顶住刮板输送机，顶端与液压支架顶梁支撑，同时可在刮板输送机下滑反方向（机头或机尾）安装一台回柱绞车，将绞车钢丝绳固定在刮板输送机上，防止输送机下滑。

5）增加刮板槽防止上窜下滑：当刮板输送机出现上窜下跳时可适当增加刮板槽，使输送机长度增加，从而增加输送机质量以及与底板附着力，防止刮板输送机出现上窜下滑现象。

6）安装刮板链张紧监测装置：刮板链松紧度不仅影响着输送机运输效率，而且很容易出现断裂、漂链现象，当刮板链过松时在拉力作用下容易出现刮板链上窜，当刮板链过紧时张力过大易断链；所以可在机头处安装一套刮板链张紧监测装置，该装置主要由滑动齿轮、控制器、滑道、齿轮咬合感应器等部分组成；当刮板链过松与齿轮无法完全咬合时，通过感应器将信号传递至控制器内，控制器控制作用使滑动齿轮移动，实现张紧刮板链的作用，从而防止因刮板链过松出现上窜下跳现象。

4 结语

长平煤矿针对4317工作面前期回采时刮板输送机频繁出现上窜下跳现象，根据现场观察分析了上窜下跳机理，并提出了相应的预防措施，通过实际应用效果来看，采取预防措施后刮板输送机上窜下跳现象得到了明显改善，大大降低了输送机故障率，故障率降低了82%，全年维修成本费用减少了27.8万元，保证了工作面后期安全高效回采，为其他类似工作面提供了实际借鉴意义。