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摘 要:文章对综放工作面输送机窜动原因的解析及采取相关的防范措施,抑制刮板机的窜动使其处于良好的动态,保证了综采工作面安全生产。
关键词:综放工作面刮板机窜动解析防范措施
中图分类号:TD528.3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(c)-0044-02
由于综放工作面回采工艺的特殊性,所以与综采工作面不同之处要在老塘侧增加一部刮板输送机。虽然综放面适应性强、产量高、成本低,但是增加了一部刮板机给生产管理带来了不便。东坡煤矿913综放工作面煤层平均厚度为12.3m,煤层倾角平均4°,工作面走向长度为1530m,倾向长度为240m,安装了154台ZF8000/23/37液压支架及8台ZFG8000/23/37液压支架,前后刮板机分别为SGZ1000/1400型、SGZ1200/1400型刮板输送机。
在工作面回采推进过程中,由于种种原因,曾出现前后溜同时上下窜,前部溜子上窜、后部溜子下窜,前部溜子下窜、后部溜子上窜等现象,导致前后溜机头架与转载机搭接点脱落及搭接点不合理造成前后溜底槽回头煤量大,增加设备运行阻力、缩短其使用寿命;使支架错茬、倾斜,生产陷入困境,甚至导致工作面停产。因此,控制综放工作面输送机上下窜,强化现场管理,保证正规循环循环作业确保安全高效生产,因此要对此现象进行解析找出相关的解决手段作出相应的防范措施。
1 工作面溜子上窜下滑的解析及其危害
从工作面刮板机的受力分析可得:当工作面下端头超上端头距离选择合适或成伪倾斜角度,推移或拉移刮板机时,沿工作面倾斜方向向上的分力和刮板机同底板岩层间的摩擦力二者的合力,与刮板机的重力沿工作面倾斜方向向下的分力平衡,才可使推移或拉移刮板机产生的上窜量补偿因重力作用使刮板机产生的下滑量,从而有效的防止了刮板机的上窜下滑。
1.1 刮板机下滑的原因
(1)现场管理粗糙,对工作面支架和溜子移动轨迹分析不细。支架在降架移架过程中,未能做到带压擦顶移架,支架有下滑趋势;后部输送机煤量大,负荷较大,在电机启动的瞬间以及运行过程中,溜子将和负载合成一个整体,利用溜子的余链向下滑动。
(2)倾斜工作面在回采过程中,前后部溜子在运行过程中,支架在降架拉移过程中始终有向下的分力,给其下滑提供了条件。
(3)工作面底板割不平,输送机铺不平,整个工作面成凹凸状态,推溜时刮板机将向工作面底板凹处滑移。
(4)工作面机巷和材料道两巷平行时,工作面成伪倾斜,使工作面煤壁与材料道成一个锐角但不能过量,从机尾向机头推溜时这样会产生一个向下的位移量,从而带动设备向下滑。
(5)工作面采煤机进刀割煤工艺的影响。采煤机沿工作面倾向双向割煤,跟机移架、推溜的回采工艺,因而在采煤机割透机尾返刀,由机尾向机头推溜、移架时,其推力和拉力都会产生一个向下的分力,加速了刮板机的下滑。
(6)工作面设备运行状态的影响。机巷标高低于材料道而且采煤机运行是依靠刮板机上的齿条,因此在刮板机运行,采煤机割煤和推移刮板机过程中,通过自重和运煤等综合因素的影响,刮板机必然受重力沿工作面倾斜向下分力的作用,使得刮板机有着自然下滑的趋势。
(7)外力作用加大了输送机下滑。支架正常支护状态下,液压支架是推移刮板机的推力是垂直的,当输送机下滑了,推力就不是垂直的了,将是推向刮板机下滑的方向,煤机从机头向机尾割煤时,煤壁的反作用力通过煤机传递给刮板机,这两者加大了溜子的下滑作用力。
1.2 刮板机上窜的原因
(1)为了防止刮板机上窜,现在普遍是将工作面成伪倾斜回采,使工作面煤壁与机巷成一个锐角但不能过量,采用从机头向机尾推移刮板机,这样会产生一个向上的位移量,从而带动设备向上窜。
(2)随着液压支架尾部顶煤放出,支架尾部会出现一个“放煤漏斗”,使顶板对尾部的压力减少,支架尾部与顶板的摩擦力也相对减少,因此在拉移支架时容易造成支架尾梁下滑,支架底座相对上窜,使支架调斜,这样的话支架对刮板机的推力不在垂直,煤层倾角和工作面伪倾斜角不变的情况下,这个推力将打破平衡,使刮板机上窜。
(3)放煤工艺造成刮板机上窜。采用单轮顺序放煤,这种放煤方法极易采空区煤岩大面积的运动,加大了顶板对支架尾部向下的冲击力,工作面后部刮板机与支架采用软连接,这样后部刮板机有着一定的位移空间,从机头向机尾收后部刮板机,这两者都将导致支架尾梁下摆,使支架调斜,加速了刮板机上窜的趋势。
1.3 工作面刮板机窜动的危害
(1)机械事故。刮板机的上窜下滑将导致机头架与转载机搭接点不合理,可能导致刮板机拉回头煤,增加电机、减速装置、鏈条、刮板等负荷量和摩擦系数,以致刮板机过载停机,频繁的强行开车或倒车,从而导致断链和断刮板,齿轮摩损严重等机械事故。
(2)影响工作面工程质量。如果刮板机发生窜动,务必会采取措施,工作面按一定比例调整工作面,会使煤壁大线不值,支架调斜,严重影响工作面工程质量。
(3)降低了生产效率。无论采取什么措施都加增加生产环节,工作面两端按比例进行调采,造成一个端头不能正常推进,煤机开机率降低,劳动组织不合理,不按正规循环作业,减少循环次数。
(4)增大了安全生产事故率。如果工作面两端头进行调采,不能正常循环,增加了新暴露顶板的无支护时间,不利于顶板管理,容易增加煤帮冒顶事故的几率。再者一方面还减少了通风的有效断面,另一方面不能保证安全出口的宽度,对安全生产极为不利。
2 综放面支架与刮板机的窜动相关的联系
(1)液压支架与前、后刮板机是相互联系、相互作用的一个整体,三者之间采用铰接和软连接,这样在倾斜平面上构成了一个不稳定的、极易变形的平行四边形。刮板机的窜动会造成支架的推移框架和推移杆出现偏移,推移千斤顶作用在推移杆上的作用力将不再垂直于刮板机,将产生一个沿推移杆偏移方向上的一个作用力,使得刮板机沿此方向上窜动量增加,随着刮板机的窜动将更一步加剧了推移杆的偏斜,支架被迫沿此偏斜方向发生微小窜动,如此多次反复,支架和刮板机窜动量逐渐增加,最终必然导致刮板机窜动的必然性。
(2)前、后部刮板机窜动存在不同步性,由于前部刮板机与支架是刚性连接,相互影响较大,后部刮板机与支架时软连接,相互影响较小,随着工作面采向的调整,后部刮板机会超前于前部刮板机进入转向和反向运动状态,会逐渐影响支架与前部刮板机的转向速度。
3 刮板机窜动的防范措施
(1)工作面调成伪斜回采,即使机头超前机尾或机尾超前机头,这是控制刮板机窜动的一个主要方法。当工作面机头超前机尾距离过多时,会造成前部刮板机上窜和后部刮板机相对下滑;当机头超前机尾距离不足或机尾超前机头时,会造成前部刮板机下滑和后部刮板机相对上窜。
(2)工作面单向推移或拉移刮板输送机,可以人为的造成刮板机的上窜下滑量。当刮板机下滑时,煤机从机头向机尾割煤或煤机从机尾向机头割煤,煤机空刀返回时,采用从机头向机尾单向推移刮板机;单向拉移后部刮板机,即沿工作面倾斜方向从下而上拉移后部刮板机。若刮板机上窜,按相反的方向即由机尾向机头推移或拉移刮板机。
(3)使用单体辅助推移刮板机。对于前部刮板机来说,将单体一端头生根在支架底座上,另一个端头打在刮板机上,采用远程注油方式,最好与支架推移刮板机同步进行,使单体向刮板机窜动方向的相反反向顶;对于后部刮板机可以用一组单体进行操作,使后部刮板机整体移动;单体的数量可以根据工作面的倾斜长度和角度而定。
(4)利用支架控制刮板机的窜动。支架通过推移千斤顶、推移杆和刮板机相连,两者互相制约、互相影响,因此可以调整支架的支护状态,通过推移千斤顶来控制刮板机的窜动量。
(5)坚持带压擦顶移架法。打开移架操纵阀,然后降柱,当支架能够移动时,迅速关闭降柱操纵阀,使支架带压快速移到位,移架过程中不收侧护板,使支架在移架过程中始终以下方支架为导轨移动。
(6)改变支架拉后部刮板机千斤顶的位置,采用“202”进行布置,可以集中、整体有效的控制后部刮板机。
(7)改变放煤方法,采用间隔放煤法,减少放落的顶煤对支架尾梁的冲击力,增加尾梁与顶板的接触面,减少支架调斜量。
我们通过以上解析采取了相应的应对措施后,工作面刮板机没有明显的发生窜动,为东坡煤矿安全高效生产创造了有利的条件。
参考文献
[1] 樊运策.综合机械化放顶煤开采技术.北京:煤炭工业出版社,2003.
[2] 徐永圻.煤矿开采学.徐州:中国矿业大学出版社,1999.
关键词:综放工作面刮板机窜动解析防范措施
中图分类号:TD528.3 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)09(c)-0044-02
由于综放工作面回采工艺的特殊性,所以与综采工作面不同之处要在老塘侧增加一部刮板输送机。虽然综放面适应性强、产量高、成本低,但是增加了一部刮板机给生产管理带来了不便。东坡煤矿913综放工作面煤层平均厚度为12.3m,煤层倾角平均4°,工作面走向长度为1530m,倾向长度为240m,安装了154台ZF8000/23/37液压支架及8台ZFG8000/23/37液压支架,前后刮板机分别为SGZ1000/1400型、SGZ1200/1400型刮板输送机。
在工作面回采推进过程中,由于种种原因,曾出现前后溜同时上下窜,前部溜子上窜、后部溜子下窜,前部溜子下窜、后部溜子上窜等现象,导致前后溜机头架与转载机搭接点脱落及搭接点不合理造成前后溜底槽回头煤量大,增加设备运行阻力、缩短其使用寿命;使支架错茬、倾斜,生产陷入困境,甚至导致工作面停产。因此,控制综放工作面输送机上下窜,强化现场管理,保证正规循环循环作业确保安全高效生产,因此要对此现象进行解析找出相关的解决手段作出相应的防范措施。
1 工作面溜子上窜下滑的解析及其危害
从工作面刮板机的受力分析可得:当工作面下端头超上端头距离选择合适或成伪倾斜角度,推移或拉移刮板机时,沿工作面倾斜方向向上的分力和刮板机同底板岩层间的摩擦力二者的合力,与刮板机的重力沿工作面倾斜方向向下的分力平衡,才可使推移或拉移刮板机产生的上窜量补偿因重力作用使刮板机产生的下滑量,从而有效的防止了刮板机的上窜下滑。
1.1 刮板机下滑的原因
(1)现场管理粗糙,对工作面支架和溜子移动轨迹分析不细。支架在降架移架过程中,未能做到带压擦顶移架,支架有下滑趋势;后部输送机煤量大,负荷较大,在电机启动的瞬间以及运行过程中,溜子将和负载合成一个整体,利用溜子的余链向下滑动。
(2)倾斜工作面在回采过程中,前后部溜子在运行过程中,支架在降架拉移过程中始终有向下的分力,给其下滑提供了条件。
(3)工作面底板割不平,输送机铺不平,整个工作面成凹凸状态,推溜时刮板机将向工作面底板凹处滑移。
(4)工作面机巷和材料道两巷平行时,工作面成伪倾斜,使工作面煤壁与材料道成一个锐角但不能过量,从机尾向机头推溜时这样会产生一个向下的位移量,从而带动设备向下滑。
(5)工作面采煤机进刀割煤工艺的影响。采煤机沿工作面倾向双向割煤,跟机移架、推溜的回采工艺,因而在采煤机割透机尾返刀,由机尾向机头推溜、移架时,其推力和拉力都会产生一个向下的分力,加速了刮板机的下滑。
(6)工作面设备运行状态的影响。机巷标高低于材料道而且采煤机运行是依靠刮板机上的齿条,因此在刮板机运行,采煤机割煤和推移刮板机过程中,通过自重和运煤等综合因素的影响,刮板机必然受重力沿工作面倾斜向下分力的作用,使得刮板机有着自然下滑的趋势。
(7)外力作用加大了输送机下滑。支架正常支护状态下,液压支架是推移刮板机的推力是垂直的,当输送机下滑了,推力就不是垂直的了,将是推向刮板机下滑的方向,煤机从机头向机尾割煤时,煤壁的反作用力通过煤机传递给刮板机,这两者加大了溜子的下滑作用力。
1.2 刮板机上窜的原因
(1)为了防止刮板机上窜,现在普遍是将工作面成伪倾斜回采,使工作面煤壁与机巷成一个锐角但不能过量,采用从机头向机尾推移刮板机,这样会产生一个向上的位移量,从而带动设备向上窜。
(2)随着液压支架尾部顶煤放出,支架尾部会出现一个“放煤漏斗”,使顶板对尾部的压力减少,支架尾部与顶板的摩擦力也相对减少,因此在拉移支架时容易造成支架尾梁下滑,支架底座相对上窜,使支架调斜,这样的话支架对刮板机的推力不在垂直,煤层倾角和工作面伪倾斜角不变的情况下,这个推力将打破平衡,使刮板机上窜。
(3)放煤工艺造成刮板机上窜。采用单轮顺序放煤,这种放煤方法极易采空区煤岩大面积的运动,加大了顶板对支架尾部向下的冲击力,工作面后部刮板机与支架采用软连接,这样后部刮板机有着一定的位移空间,从机头向机尾收后部刮板机,这两者都将导致支架尾梁下摆,使支架调斜,加速了刮板机上窜的趋势。
1.3 工作面刮板机窜动的危害
(1)机械事故。刮板机的上窜下滑将导致机头架与转载机搭接点不合理,可能导致刮板机拉回头煤,增加电机、减速装置、鏈条、刮板等负荷量和摩擦系数,以致刮板机过载停机,频繁的强行开车或倒车,从而导致断链和断刮板,齿轮摩损严重等机械事故。
(2)影响工作面工程质量。如果刮板机发生窜动,务必会采取措施,工作面按一定比例调整工作面,会使煤壁大线不值,支架调斜,严重影响工作面工程质量。
(3)降低了生产效率。无论采取什么措施都加增加生产环节,工作面两端按比例进行调采,造成一个端头不能正常推进,煤机开机率降低,劳动组织不合理,不按正规循环作业,减少循环次数。
(4)增大了安全生产事故率。如果工作面两端头进行调采,不能正常循环,增加了新暴露顶板的无支护时间,不利于顶板管理,容易增加煤帮冒顶事故的几率。再者一方面还减少了通风的有效断面,另一方面不能保证安全出口的宽度,对安全生产极为不利。
2 综放面支架与刮板机的窜动相关的联系
(1)液压支架与前、后刮板机是相互联系、相互作用的一个整体,三者之间采用铰接和软连接,这样在倾斜平面上构成了一个不稳定的、极易变形的平行四边形。刮板机的窜动会造成支架的推移框架和推移杆出现偏移,推移千斤顶作用在推移杆上的作用力将不再垂直于刮板机,将产生一个沿推移杆偏移方向上的一个作用力,使得刮板机沿此方向上窜动量增加,随着刮板机的窜动将更一步加剧了推移杆的偏斜,支架被迫沿此偏斜方向发生微小窜动,如此多次反复,支架和刮板机窜动量逐渐增加,最终必然导致刮板机窜动的必然性。
(2)前、后部刮板机窜动存在不同步性,由于前部刮板机与支架是刚性连接,相互影响较大,后部刮板机与支架时软连接,相互影响较小,随着工作面采向的调整,后部刮板机会超前于前部刮板机进入转向和反向运动状态,会逐渐影响支架与前部刮板机的转向速度。
3 刮板机窜动的防范措施
(1)工作面调成伪斜回采,即使机头超前机尾或机尾超前机头,这是控制刮板机窜动的一个主要方法。当工作面机头超前机尾距离过多时,会造成前部刮板机上窜和后部刮板机相对下滑;当机头超前机尾距离不足或机尾超前机头时,会造成前部刮板机下滑和后部刮板机相对上窜。
(2)工作面单向推移或拉移刮板输送机,可以人为的造成刮板机的上窜下滑量。当刮板机下滑时,煤机从机头向机尾割煤或煤机从机尾向机头割煤,煤机空刀返回时,采用从机头向机尾单向推移刮板机;单向拉移后部刮板机,即沿工作面倾斜方向从下而上拉移后部刮板机。若刮板机上窜,按相反的方向即由机尾向机头推移或拉移刮板机。
(3)使用单体辅助推移刮板机。对于前部刮板机来说,将单体一端头生根在支架底座上,另一个端头打在刮板机上,采用远程注油方式,最好与支架推移刮板机同步进行,使单体向刮板机窜动方向的相反反向顶;对于后部刮板机可以用一组单体进行操作,使后部刮板机整体移动;单体的数量可以根据工作面的倾斜长度和角度而定。
(4)利用支架控制刮板机的窜动。支架通过推移千斤顶、推移杆和刮板机相连,两者互相制约、互相影响,因此可以调整支架的支护状态,通过推移千斤顶来控制刮板机的窜动量。
(5)坚持带压擦顶移架法。打开移架操纵阀,然后降柱,当支架能够移动时,迅速关闭降柱操纵阀,使支架带压快速移到位,移架过程中不收侧护板,使支架在移架过程中始终以下方支架为导轨移动。
(6)改变支架拉后部刮板机千斤顶的位置,采用“202”进行布置,可以集中、整体有效的控制后部刮板机。
(7)改变放煤方法,采用间隔放煤法,减少放落的顶煤对支架尾梁的冲击力,增加尾梁与顶板的接触面,减少支架调斜量。
我们通过以上解析采取了相应的应对措施后,工作面刮板机没有明显的发生窜动,为东坡煤矿安全高效生产创造了有利的条件。
参考文献
[1] 樊运策.综合机械化放顶煤开采技术.北京:煤炭工业出版社,2003.
[2] 徐永圻.煤矿开采学.徐州:中国矿业大学出版社,1999.