劉同仁 劉玉春 朱同祥

（樺甸市豐泰油頁(yè)巖綜合開(kāi)發(fā)有限公司，吉林 樺甸 132400）

綜合機(jī)械化開(kāi)采工藝由于具有機(jī)械化程度高、安全性能高、生產(chǎn)效率高、資源回收率高和工人勞動(dòng)強(qiáng)度低等諸多優(yōu)點(diǎn)，已被越來(lái)越多的礦山企業(yè)所采用。但對(duì)于礦層傾角大于20°的回采工作面來(lái)說(shuō)，由于傾角較大，綜采設(shè)備在生產(chǎn)過(guò)程中極易發(fā)生倒滑，影響工作面正常推采。采取何種技術(shù)措施控制設(shè)備失穩(wěn)，保障工作面安全穩(wěn)定運(yùn)行，成為制約綜采工作面開(kāi)采的關(guān)鍵問(wèn)題。樺甸市豐泰油頁(yè)巖綜合開(kāi)發(fā)有限公司在2501綜采工作面設(shè)備防倒防滑方面進(jìn)行了有益的探索，為大傾角綜采工作面設(shè)備防倒防滑安全高效開(kāi)采提供了借鑒。

1 概況

樺甸礦區(qū)位于吉林省樺甸市境內(nèi)，礦區(qū)為一東西向展布的半地塹盆地。盆地內(nèi)沉積了新生界古近系樺甸組油頁(yè)巖礦層，油頁(yè)巖資源以其儲(chǔ)量豐富、埋藏淺、品位高等優(yōu)點(diǎn)，在吉林省經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位。礦區(qū)現(xiàn)有成大弘晟能源公司、豐泰油頁(yè)巖綜合開(kāi)發(fā)有限公司和北臺(tái)子油頁(yè)巖公司三家企業(yè)的5個(gè)礦井生產(chǎn)，年產(chǎn)油頁(yè)巖400萬(wàn)t。

樺甸市豐泰油頁(yè)巖綜合開(kāi)發(fā)有限公司油頁(yè)巖礦位于礦區(qū)中部，礦井油頁(yè)巖礦層為一單斜構(gòu)造，地層走向近于東西，傾向南，礦層傾角15°～35°，平均27°。礦井原生產(chǎn)規(guī)模為60萬(wàn)t/a，2012年開(kāi)始進(jìn)行改擴(kuò)建，生產(chǎn)能力提升至90萬(wàn)t/a。為擴(kuò)大產(chǎn)能，礦井改變傳統(tǒng)的炮采工藝，開(kāi)始引進(jìn)綜采設(shè)備，進(jìn)行綜合機(jī)械化開(kāi)采。

2 綜采工作面設(shè)備失穩(wěn)原因分析

2501工作面是豐泰油頁(yè)巖礦第一個(gè)綜采工作面，工作面走向長(zhǎng)510m，傾斜長(zhǎng)108m，礦層厚度2.26m，可采儲(chǔ)量26萬(wàn)t。工作面地層為單斜構(gòu)造，最大傾角31°，平均傾角27°。工作面選用MG300/730-AWD型電牽引采煤機(jī)、SGZ764/2×250型運(yùn)輸機(jī)和ZY4200/13/30型液壓支架。

開(kāi)采初期，由于對(duì)大傾角地層開(kāi)采認(rèn)識(shí)不足，工作面一度出現(xiàn)采煤機(jī)傾倒、運(yùn)輸機(jī)下滑和液壓支架傾斜、咬架現(xiàn)象，嚴(yán)重影響工作面正常推進(jìn)。為此，公司組織工程技術(shù)人員深入現(xiàn)場(chǎng)，分析工作面綜采設(shè)備失穩(wěn)原因，以期為工作面設(shè)備倒滑治理提供基礎(chǔ)資料。

2.1 采煤機(jī)失穩(wěn)原因分析

（1）由于工作面傾角較大，靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)采煤機(jī)沿傾斜方向會(huì)產(chǎn)生向下的分力，存在潛在的下滑趨勢(shì)，由于采煤設(shè)備自身重量較大，下滑分力明顯。

（2）正常情況下，工作面開(kāi)采分為上行開(kāi)采和下行開(kāi)采，上行開(kāi)采時(shí)，采煤機(jī)受自重傾向分力與滾筒割煤時(shí)煤體阻力的復(fù)合作用，當(dāng)采煤機(jī)所受復(fù)合作用力大于采煤機(jī)本身的牽引力時(shí)，采煤機(jī)出現(xiàn)下滑，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生傾倒。

（3）當(dāng)采煤機(jī)下行開(kāi)采時(shí)，由于地層傾角較大，采煤機(jī)重心會(huì)順勢(shì)偏向采煤機(jī)下部的滾筒位置，重心偏移導(dǎo)致采煤機(jī)失穩(wěn)，容易出現(xiàn)脫離滑道事故。一旦脫離滑道，由于工作面坡度較大，采煤機(jī)復(fù)位困難，對(duì)正常開(kāi)采影響較大。

2.2 液壓支架失穩(wěn)原因分析

（1）自身重力原因。由于工作面礦層傾角較大，在靜止?fàn)顟B(tài)下液壓支架受自身重力的影響，當(dāng)沿礦層傾斜方向上的分力大于支架底座與礦層底板之間的摩擦力時(shí)，液壓支架即產(chǎn)生側(cè)移。

（2）移架順序原因。初期開(kāi)采，對(duì)大傾角地層開(kāi)采支架移動(dòng)規(guī)律不了解，移動(dòng)支架時(shí)按照近水平煤層開(kāi)采移架順序，當(dāng)由上往下移動(dòng)支架時(shí)，由于移動(dòng)支架下方無(wú)依托，在重力作用下出現(xiàn)自然下滑，易造成支架傾倒。

（3）人為操作的原因。操作工業(yè)務(wù)不熟練，由于移動(dòng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，導(dǎo)致支架長(zhǎng)時(shí)間不能到位，致使工作面頂板下沉，造成支架受力不均，引起支架歪斜，直至傾倒。

2.3 刮板輸送機(jī)失穩(wěn)原因分析

（1）刮板輸送機(jī)在重力作用下自然下滑。當(dāng)?shù)V層傾角大于20°時(shí)，刮板運(yùn)輸機(jī)受重力影響存在自然下滑趨勢(shì)，隨著工作面向前推進(jìn)距離不斷延長(zhǎng)，輸送機(jī)下滑逐漸加大。

（2）采煤機(jī)運(yùn)行方向影響運(yùn)輸機(jī)下滑趨勢(shì)。當(dāng)采煤機(jī)上行割煤時(shí)，煤壁對(duì)采煤機(jī)的反作用力通過(guò)采煤機(jī)傳遞到輸送機(jī)，增大了運(yùn)輸機(jī)的下滑趨勢(shì)，導(dǎo)致運(yùn)輸機(jī)下滑。

（3）各種人為原因造成的。如機(jī)組頂板水和防塵水管理不當(dāng)，進(jìn)入工作面底板，造成底板濕滑，致使輸送機(jī)與底板之間摩擦力減小，造成刮板輸送機(jī)的下滑。輸送機(jī)與轉(zhuǎn)載機(jī)搭接不當(dāng)，導(dǎo)致輸送機(jī)拉回頭煤，致使底鏈與底板摩擦阻力過(guò)大，負(fù)荷增加，引起輸送機(jī)下滑。

3 綜采設(shè)備防倒防滑技術(shù)措施

在對(duì)綜采設(shè)備倒滑機(jī)理進(jìn)行充分分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合2501工作面礦層賦存實(shí)際情況，提出了相應(yīng)的設(shè)備防倒防滑技術(shù)措施。

3.1 采煤機(jī)防倒防滑技術(shù)措施

（1）為防止采煤機(jī)倒滑，在工作面上順槽安設(shè)回柱絞車(chē)，為采煤機(jī)開(kāi)采提供牽引力，保證采煤機(jī)受到的牽引力大于采煤機(jī)自重傾向分力與滾筒煤體阻力之和，確保采煤機(jī)正常開(kāi)采時(shí)不發(fā)生倒滑。

（2）加強(qiáng)機(jī)組正常檢查維護(hù)，機(jī)電維修工及時(shí)檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，檢查滑靴數(shù)量是否完好無(wú)損。定期對(duì)機(jī)組液壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查維護(hù)，保證液壓制動(dòng)系統(tǒng)工作正常，為工作面礦層開(kāi)采提供足夠的動(dòng)力。

（3）加強(qiáng)員工業(yè)務(wù)培訓(xùn)，提高崗位工素質(zhì)和操作技術(shù)水平，設(shè)備運(yùn)行時(shí)要合理控制牽引速度，保障采煤機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行。

3.2 液壓支架防倒防滑技術(shù)措施

（1）開(kāi)采時(shí)對(duì)工作面支架采用分組控制模式，將全面支架分為3組，每組的上3架作為穩(wěn)定架，在正常推進(jìn)的過(guò)程中，將防倒千斤頂連接在穩(wěn)定架上，利用防倒千斤頂?shù)睦?shí)現(xiàn)防倒。

（2）改變工作面移架順序。工作面移架不再由上至下移動(dòng)支架，全部改為從回采工作面下部向上移架，有效控制液壓支架的下滑。

（3）移架要迅速，嚴(yán)禁長(zhǎng)時(shí)間移架，以免因移架時(shí)間過(guò)長(zhǎng)導(dǎo)致頂板下沉而使支架發(fā)生傾斜現(xiàn)象。所有液壓支架均要帶壓擦頂移架，液壓支架升起接頂后，要繼續(xù)保持2～3s的供液時(shí)間，以使液壓支架具有可靠的初撐力。

3.3 輸送機(jī)防滑移技術(shù)措施

（1）調(diào)整工作面開(kāi)采工藝，變雙向割煤為單向割煤。工作面只進(jìn)行下行割煤，采煤機(jī)割煤至溜頭位置后，提空刀上行至溜尾，工作面順勢(shì)推移輸送機(jī)，如此反復(fù)進(jìn)行。

（2）在工作面每隔10部支架安裝一道防滑千斤頂，用支架斜拉輸送機(jī)，推移溜子時(shí)操作防滑千斤頂給溜子一個(gè)向上的力來(lái)克服溜子下滑。

（3）推移輸送機(jī)時(shí)，從較低位置的運(yùn)輸巷一側(cè)開(kāi)始，由下往上依次進(jìn)行，以減少輸送機(jī)推移時(shí)產(chǎn)生的下滑力，有效控制輸送機(jī)下滑。

（4）控制好工作面頂板水與防塵水，嚴(yán)禁水進(jìn)入輸送機(jī)，防止輸送機(jī)與底板打滑。同時(shí)及時(shí)清掏輸送機(jī)底煤，防止煤矸等進(jìn)入底槽，減小底鏈運(yùn)行的阻力，降低輸送機(jī)負(fù)荷。

4 結(jié)語(yǔ)

在對(duì)大傾角工作面綜采設(shè)備倒滑機(jī)理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，樺甸市豐泰油頁(yè)巖綜合開(kāi)發(fā)有限公司通過(guò)采取適宜的技術(shù)措施，克服了大傾角地層給工作面回采帶來(lái)的難題，保障了綜采設(shè)備的安全運(yùn)行。工作面投產(chǎn)后，日產(chǎn)量達(dá)到3200t，實(shí)現(xiàn)了礦井穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)。大傾角綜采面的成功開(kāi)采，為其他相似條件下的大傾角工作面綜采設(shè)備倒滑治理提供了借鑒。