陳光敏，徐 輝，高 川

（1.中煤西沙河煤業(yè)公司，山西 朔州036002；2.大屯煤電公司姚橋煤礦，江蘇 沛縣221600）

1 工作面概況

姚橋煤礦7011工作面位于姚橋礦中央下山采區(qū)，東南為7009工作面采空區(qū)，東北為袁堂斷層防水煤柱線；工作面兩道走向長(zhǎng)2500m，其中大傾角俯采段：材料道500 m，平均角度12°，最大角度16°；溜子道700m，平均角度16°，最大角度20°。工作面為低瓦斯，煤層具有自然發(fā)火傾向，自然發(fā)火期1～3個(gè)月，煤塵具有強(qiáng)烈爆炸的危險(xiǎn)。7011工作面三機(jī)配套為：采煤機(jī)型號(hào)為MG－400／930電牽引采煤機(jī)，基本支架型號(hào)為ZFY－6800／16／28型放頂煤支架，共121臺(tái)，過(guò)渡支架型號(hào)為ZFG－7200／18.5／32，共7臺(tái)，機(jī)頭4臺(tái)，機(jī)尾3臺(tái)，端頭支架一組，型號(hào)為ZT－18560／18／32，前、后部刮板輸送機(jī)型號(hào)為 SGZ－800／1050，轉(zhuǎn)載機(jī)型號(hào)為SZZ－1000／400型橋式轉(zhuǎn)載機(jī)，破碎機(jī)型號(hào)為PCM200重錘式破碎機(jī)。

2 工作面特點(diǎn)分析

1）7011溜子道走向長(zhǎng)度2500m，計(jì)劃小時(shí)運(yùn)量1000t，安裝DSJ－2×315／100、和DSJ－2×500／120帶式輸送機(jī)各一部，其中700m大傾角下運(yùn)段安裝DSJ－2×500／120帶式輸送機(jī)。帶式輸送機(jī)在重載下運(yùn)時(shí)，煤體有沿皮帶運(yùn)行方向的分力mgsinθ（見(jiàn)圖1），對(duì)皮帶有作用力。運(yùn)行過(guò)程中沖力太大，膠帶拖動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)，在此情況下，皮帶在運(yùn)輸過(guò)程中極易發(fā)生打滑、飛車事故。

圖1 皮帶機(jī)上煤體分力示意

2）大傾角俯采，工作面設(shè)備處于傾斜狀態(tài)，對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行極為不利：工作面刮板輸送機(jī)的刮板在重力的分力mgsinθ作用下滑向工作面煤壁側(cè)，可能造成刮板磨損煤壁側(cè)溜槽；煤機(jī)的重力分力mgsinθ主要作用在銷排上，極易磨損銷排和煤機(jī)滑靴；工作面支架由于下剎角度不足，極易損壞推移千斤頂。另外，由于煤機(jī)裝煤效果不好，且煤機(jī)到機(jī)頭、機(jī)尾割煤時(shí)煤沖向前方，造成機(jī)頭、機(jī)尾過(guò)渡槽前堆煤較多，稍不注意，極易造成過(guò)渡槽與機(jī)頭架的連接螺絲推擼或推斷，使刮板運(yùn)輸機(jī)不能正常運(yùn)行。

3）大傾角俯采工作面老塘容易躥矸，對(duì)工作面上下出口的安全管理威脅較大。老塘放出的煤極易堆到后部輸送機(jī)前方，影響放煤視線，同時(shí)影響后部輸送機(jī)的拉移。

4）俯采工作面防滅火難度大。常規(guī)注漿方式無(wú)法滿足防滅火需要，不僅達(dá)不到防滅火效果，反而會(huì)造成工作面水害，不利于生產(chǎn)組織。

3 工作面俯采的技術(shù)要求

3.1 皮帶改造

針對(duì)下運(yùn)帶式輸送機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)DSJ－2×500／120帶式輸送機(jī)進(jìn)行了改造。

（1）張緊絞車布置位置的確定：輸送帶的正確張力是保證輸送機(jī)安全可靠運(yùn)行的首要條件之一。但帶式輸送機(jī)起止瞬間形成的帶張力會(huì)給輸送機(jī)的運(yùn)行和控制帶來(lái)很大的不利影響，嚴(yán)重的破壞性張力波可能會(huì)使長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)迅速減速乃至停機(jī)。由于下運(yùn)帶式輸送機(jī)重載下運(yùn)時(shí)，物料向下的勢(shì)能較大，受力為向下的物料張緊底膠帶，使得底膠帶始終處于張緊狀態(tài)，而上膠帶則為松邊，為了使張緊絞車張緊松邊，防止由于張緊不合適而導(dǎo)致斷帶事故的發(fā)生，同時(shí)延長(zhǎng)膠帶的使用壽命，因此將張緊絞車布置在卸載滾筒與驅(qū)動(dòng)滾筒之間。

（2）張緊方式的選擇：下運(yùn)帶式輸送機(jī)在重載下運(yùn)和空載啟停時(shí)對(duì)張緊力的要求差別較大，啟動(dòng)時(shí)由于慣性力的作用，膠帶輸送機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始運(yùn)行至設(shè)定速度，此時(shí)需要的張緊力較大，只有足夠大的張緊力 才能確保驅(qū)動(dòng)滾筒與膠帶產(chǎn)生足夠大的摩擦力來(lái)拖動(dòng)整條膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)；而重載下運(yùn)時(shí)由于有向下的勢(shì)能，同時(shí)膠帶輸送機(jī)速度基本恒定，因此需要的張緊力較小，為了滿足重載、空載情況下運(yùn)帶式輸送機(jī)對(duì)張緊力的不同要求，經(jīng)過(guò)研究分析，選擇能夠根據(jù)負(fù)載情況進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整的張緊裝置，該裝置由液壓站和液壓油缸及蓄能器組成。

（3）為了防止膠帶輸送機(jī)在重載時(shí)，發(fā)生“飛車”現(xiàn)象，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，只有增大下運(yùn)時(shí)的阻力才能夠防止飛車現(xiàn)象的發(fā)生，為此在下運(yùn)段安裝阻尼托輥，該托輥運(yùn)轉(zhuǎn)阻力大，經(jīng)過(guò)實(shí)際應(yīng)用能夠有效防止膠帶輸送機(jī)在重載時(shí)放飛車事故的發(fā)生；同時(shí)在驅(qū)動(dòng)滾筒處安裝盤(pán)式制動(dòng)器，通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)盤(pán)形制動(dòng)器液壓站上壓力變送器以及安裝在膠帶輸送機(jī)上的速度傳感器進(jìn)行速度檢測(cè)，當(dāng)速度超過(guò)設(shè)定速度值時(shí)，控制系統(tǒng)對(duì)盤(pán)形制動(dòng)器液壓站上的比例閥進(jìn)行控制，對(duì)制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)盤(pán)形制動(dòng)器對(duì)膠帶輸送機(jī)進(jìn)行適當(dāng)減速，當(dāng)速度降至設(shè)定速度時(shí)，盤(pán)形制動(dòng)器全部打開(kāi)，帶式輸送機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)對(duì)盤(pán)式制動(dòng)器的控制有效的防止放飛車事故的發(fā)生；此外安裝二次卸載點(diǎn)能有效避免飄帶現(xiàn)象的發(fā)生，同時(shí)也增大了皮帶下運(yùn)阻力。

3.2 回采工藝的正確操作

由于大傾角俯采，工作面從切眼平推到俯采達(dá)到下山角度，要有一個(gè)過(guò)渡階段，要像掘進(jìn)一樣進(jìn)入一次、二次甚至三次變坡。根據(jù)支架底座的長(zhǎng)度，一個(gè)長(zhǎng)度段一次變坡。從平推到5°～6°，再到10°左右，最后達(dá)到16°下山俯采。在此過(guò)程中，如果角度掌握不好，突然下剎角度過(guò)大，可能造成支架推前部輸送機(jī)時(shí)，將溜槽老塘側(cè)掀起，阻礙溜槽的前移，達(dá)不到推移步距，易損害推移千斤頂。為了減少過(guò)渡段距離，切眼掘進(jìn)時(shí)可將底板向前人為造成一個(gè)斜坡，以便盡快進(jìn)入俯采狀態(tài)。為了嚴(yán)格控制支架角度和溜子角度保持在同一平面上，每班的管理人員必須認(rèn)真測(cè)量支架、前溜、煤層的角度，當(dāng)層位失控，出現(xiàn)下剎角度過(guò)大，影響煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)利用千斤頂在前溜鏟煤板側(cè)掛在支架前梁處吊起墊好，以減少角度，此時(shí)要注意吊掛設(shè)備牢靠，防止出現(xiàn)意外傷人事故，如角度較小時(shí)，要將前溜拉回，煤機(jī)重新掃底，以保證下剎角度達(dá)到要求。支架前移時(shí)，要將支架前方及架間浮煤清理干凈，以保證支架與前溜角度相吻合。

3.3 兩道出口的管理

工作面兩道出口在沒(méi)有使用端頭支架時(shí)，出口的管理難度較大，特別是安全管理，老塘懸頂冒落時(shí)，可能沖垮出口的抬棚支護(hù)，竄矸傷人。目前姚橋礦在7011工作面機(jī)頭出口使用了ZT－18560／18／32型端頭支架，機(jī)尾出口盡量增加過(guò)渡支架，減少抬棚支護(hù)，這樣既減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，又增加了安全系數(shù)，同時(shí)老塘側(cè)要懸掛擋矸簾，防止老塘竄矸傷人。另外，生產(chǎn)過(guò)程中，兩道出口過(guò)渡槽處的臥底量是出口管理的重點(diǎn)，如處理不好可能造成出口上飄，形成木楔形壓死支架，致使支架后尾壓在后部電機(jī)齒輪箱上無(wú)法生產(chǎn)。因此，必須確保煤機(jī)在出口處的臥底量，必要時(shí)要準(zhǔn)備好風(fēng)鎬，采用人工臥底，保證出口向前推移暢通無(wú)阻，否則還容易造成出口過(guò)渡槽與機(jī)頭架的連接螺絲推斷。

3.4 防滅火的安全管理

開(kāi)放式壓注CO2是解決俯采工作面防滅火最有效的辦法，該礦在俯采工作面安裝前在工作面兩道及切眼內(nèi)鋪設(shè)多趟管路，在要害地點(diǎn)留設(shè)出口，例如掘進(jìn)高冒點(diǎn)、斷層帶等煤易氧化發(fā)生煤炭自燃的地點(diǎn)，均留設(shè)壓注CO2的出口。工作面在回采過(guò)程中壓注CO2前要對(duì)兩道打設(shè)密閉墻進(jìn)行封堵，減少CO2直接從兩道溢出。開(kāi)放式埋管壓注CO2氣體釋放出口距離工作面要有一個(gè)合適的位置，離工作面太靠老塘達(dá)不到效果，離工作面太近易溢出。進(jìn)風(fēng)側(cè)一般設(shè)置兩路，釋放出口以距工作面為50～60m和80～90m為宜，如果無(wú)法保證管口到工作面距離時(shí)，要埋設(shè)三趟管路，每趟管路間距30～40m陸續(xù)拆開(kāi)，并增加三通閥門(mén)，鋪設(shè)管路要增加1～2組三通閥門(mén)，可滿足壓注的靈活性。壓注前要根據(jù)工作面的實(shí)際風(fēng)量，充分考慮到壓注CO2的流量，要保證壓注的CO2即使全部從老塘泄露，回風(fēng)流中的CO2濃度也不超過(guò)1%，以免對(duì)工作面人員及回風(fēng)流中操作人員造成傷害，同時(shí)要將地面CO2壓注裝置閥門(mén)控制好，保證壓注流量。壓注CO2期間，通風(fēng)部門(mén)要加強(qiáng)對(duì)工作面回風(fēng)隅角、回風(fēng)巷道CO2的監(jiān)測(cè)工作，一旦超標(biāo)，立即撤人，停止壓注工作，保證人員安全。

4 實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過(guò)對(duì)7011工作面大傾角俯采的技術(shù)分析、研究和實(shí)踐，得到以下幾點(diǎn)體會(huì)：

1）下順槽皮帶輸送機(jī)的防滑措施是保證系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重點(diǎn)，皮帶機(jī)頭架驅(qū)動(dòng)裝置位置的變動(dòng)和摩擦托輥、制動(dòng)器的使用是解決皮帶放大滑的決定因素。

2）大傾角俯采過(guò)程中要保證支架、前溜、底板在同一傾斜面上。

3）機(jī)頭、機(jī)尾過(guò)渡槽前要及時(shí)清理干凈，不能有雜物阻礙機(jī)頭、機(jī)尾的推移。煤機(jī)司機(jī)要控制好下剎角度，掌握好層位。

4）兩道出口：機(jī)頭使用端頭支架，機(jī)尾盡量使用過(guò)渡支架取代抬棚支護(hù)，增大安全系數(shù)，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度。

5）加強(qiáng)設(shè)備檢查、檢修，對(duì)損壞的設(shè)備及時(shí)查明原因，找出解決問(wèn)題辦法。