馮耀東

（西山煤電集團設計院（有限公司）山西太原030053）

0 引言

對于大多數(shù)傾斜煤層開采工作面，煤層在開采過程中，往往會出現(xiàn)設備下滑的現(xiàn)象，這給工作面的推進效率帶來了很大的問題[1～2]。工作面內(nèi)由于液壓支架、刮板輸送機等生產(chǎn)設備的下滑會出現(xiàn)拉煤嚴重、負荷量增大的情況，導致設備多次受損，從而造成性能下降、維修費用增加的等問題。此外由于設備的下滑可能會出現(xiàn)工作面生產(chǎn)空間變小，影響工作人員的人身安全，因此對工作面調(diào)斜與設備防滑技術進行研究十分重要[3～5]。本文以山西鎮(zhèn)城底礦工作面生產(chǎn)技術條件為基礎，對工作面調(diào)斜與防滑技術進行了應用研究，研究結(jié)果可為相似條件礦井工作面提供一定的借鑒。

1 礦井概況

山西鎮(zhèn)城底礦28116工作面主采煤層為8#煤，煤層厚度平均為4.10 m，整個工作面開采范圍內(nèi)煤層厚度較為穩(wěn)定，煤層傾角平均為8°，煤層埋深平均為450 m。工作面開切眼的長度為145 m，皮帶順槽全長533 m，軌道順槽全長530 m，受地質(zhì)條件限制，切眼自然坡度為7°。工作面推進至與開切眼110 m處時，受地質(zhì)構(gòu)造的影響，工作面坡度達到12°～21°，平均達16.5°（軌道順槽高于皮帶順槽）。由于工作面坡度的增大，工作面內(nèi)的設備常出現(xiàn)下滑的情況，尤其是刮板輸送機，其機頭經(jīng)常出現(xiàn)與轉(zhuǎn)載機搭接不正常的情況，導致工作面設備卸煤效果較差。并且位于工作面中部的支架常出現(xiàn)擠架的情況，對工作面的正常生產(chǎn)產(chǎn)生較大影響。

2 工作面設備下滑原因分析

28116綜放工作面整體呈現(xiàn)為向斜構(gòu)造，工作面的皮帶順槽標高為＋748 m，軌道順槽標高為＋772 m，兩巷落差為24 m，當工作面與兩巷垂直推進，此時工作面的坡度平均達到16.5°，內(nèi)部設備由于坡度的增大，在斜面部位產(chǎn)生向下的滑動分力也會增大，工作面設備發(fā)生下滑的可能性也會增大。

根據(jù)工作面現(xiàn)場實測，采煤機向機頭割煤，工作面從機尾向機頭推移刮板運輸機時，每完成一個循環(huán)，設備下滑的長度平均達到36 mm；采煤機向機尾割煤，工作面從機頭向機尾推移運輸機時，每完成一個循環(huán)，設備下滑的長度平均達到5 mm。因此工作面設備下滑主要原因是受到向斜構(gòu)造的影響，一般為解決設備下滑的問題，通常采用工作面?zhèn)涡闭{(diào)整的方法，其原理為：在采煤機割煤的過程中，前部運輸機會依次推向煤壁，而在這種循環(huán)推進中設備會出現(xiàn)一定的滑動差距，主要體現(xiàn)在運輸機的彎曲部分，支架同樣會出現(xiàn)一定量的偏移，雖然偏移量較小，但會使設備在其他方向出現(xiàn)一定的分力，采煤機從機尾向機頭方向割煤時，設備受到的分力主要作用于機頭，采煤機從機頭向機尾割煤時，設備受到的分力主要作用于機尾。由于設備偽斜調(diào)整產(chǎn)生的分力會與其下滑分力的一部分抵消，因此在一定程度上可以減輕設備的下滑現(xiàn)象。

工作面?zhèn)涡闭{(diào)整能夠在一定程度上控制設備的下滑，但偽斜調(diào)整距離對設備下滑的減弱效果起到?jīng)Q定性作用。雖然28116工作面已采用了偽斜調(diào)整，但偽斜調(diào)整距離并不合理，導致工作面刮板輸送機會出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，因此對工作面?zhèn)涡闭{(diào)整距離進行合理的計算十分必要。

3 工作面調(diào)斜與防滑技術研究

3.1 工作面調(diào)斜技術

由于工作面開采坡度的增大，工作面設備出現(xiàn)下滑的現(xiàn)象往往是無法避免的。采用偽斜式開采通過大坡度區(qū)域是目前防止設備出現(xiàn)下滑的主要方法，偽斜式開采主要通過以下方法求得：

圖1工作面調(diào)斜示意圖

假設工作面調(diào)斜后與軌道巷的夾角為α，若設備未出現(xiàn)下滑現(xiàn)象，工作面的推進會令運輸機上移l?sinα的距離，其中l(wèi)為采煤機截深，由上述實測結(jié)果可知，工作面每推進一個循環(huán)，運輸機下滑距離為36 mm，因此若要保證運輸機不下滑，需令l?sinα=36 mm，由于采煤機截深為600 mm，計算可得α為3.4°。

令工作面?zhèn)涡遍L度為x，即工作面皮帶順槽超前軌道順槽的距離為x，x計算公式為：

式中，M為工作面開采長度，m；α為工作面調(diào)斜角度，°。

工作面的開采長度為145 m，工作面調(diào)斜角度為3.4°，將其帶入上式中，可得工作面的偽斜長度為8.59 m?，F(xiàn)場實施中，將工作面機頭超前于機尾8.6 m。

方案實施后工作人員要時刻對工作面內(nèi)設備出現(xiàn)的移近情況進行記錄，若刮板輸送機與轉(zhuǎn)載機的搭接情況出現(xiàn)異常，可通過增加或減少刮板輸送機推移距離的方式降低設備出現(xiàn)的下滑情況。

若工作面的設備下滑情況過于嚴重，可將工作面開采方法調(diào)整為調(diào)小斜方法。即機頭長時，只采機頭，不采機尾；機尾長時，只采機尾，不采機頭。采用這種方法采煤機必須跑到機頭或者機尾，并且在采煤機到達機頭或機尾前，運輸機要提前回拉，保證該位置的支架不動，工作面始終能夠保持直線標準。

3.2 工作面采煤工藝優(yōu)化

根據(jù)28116工作面條件，除上述調(diào)偽斜開采防滑技術外，對工作面煤層的開采工藝進行優(yōu)化也是防止工作面設備在大坡度區(qū)域出現(xiàn)下滑的主要方法之一。具體優(yōu)化工藝為：原開采方法為雙向割煤方法，現(xiàn)將其調(diào)整為單向割煤方法，當采煤機向下進行割煤時，工作面內(nèi)的刮板輸送機不向前推移，向下割煤完成后，采煤機需向上返回，由于此時刮板輸送機并未向前推移，因此采煤機向上返回過程中處于空刀狀態(tài)，當采煤機返回到原位置后，此時再對刮板輸送機進行推移，繼續(xù)進行下一循環(huán)割煤。開采工藝優(yōu)化后，刮板輸送機的推移均從工作面的下端頭開始，在工作面的上端頭結(jié)束。該工藝方法與工作面調(diào)偽斜技術聯(lián)合使用可對工作面設備的防滑起到較好的應用效果。

3.3 應用效果分析

28116工作面采取工作面調(diào)斜與防滑技術后，設備的下滑情況有明顯的改善，工作面的生產(chǎn)工序也恢復正常。目前在工作面的回采過程中尚未出現(xiàn)過運輸機、支架的下滑情況，并且工作面產(chǎn)煤量相較于過去也有了巨大的提升，工作面生產(chǎn)效率明顯提升，因此本文所采用的調(diào)斜防滑技術方案具有著較好的應用效果。

4 結(jié)論

本文以山西鎮(zhèn)城底礦地質(zhì)條件為基礎，針對工作面傾角增大導致的設備下滑等問題，采用理論分析與現(xiàn)場試驗的方法，對工作面調(diào)斜與防滑技術進行了應用研究?，F(xiàn)場采用工作面調(diào)斜技術措施后，工作面的回采過程中尚未出現(xiàn)過運輸機、支架的下滑情況，并且工作面產(chǎn)煤量相較于過去也有了巨大的提升，工作面生產(chǎn)效率明顯提升，表明該技術方案可以對工作面設備下滑起到一定的控制作用。