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′