徐明輝

（黔西市能源局，貴州 黔西）

引言

刮板輸送機(jī)是煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的重要組成部分，特別是隨著煤礦開采深度、開采范圍的不斷增加，刮板輸送機(jī)在整個(gè)運(yùn)輸系統(tǒng)中使用的數(shù)量也在不斷增加，刮板輸送機(jī)出現(xiàn)各種類型故障的情況也越來(lái)越多，如何更好保障刮板輸送機(jī)的運(yùn)行質(zhì)效是當(dāng)前煤礦需要重點(diǎn)研究的問(wèn)題。特別是隨著地質(zhì)條件越來(lái)越復(fù)雜，刮板輸送機(jī)工作的環(huán)境越來(lái)越惡劣，設(shè)備出現(xiàn)漂溜的情況越來(lái)越多，嚴(yán)重影響到刮板輸送機(jī)的使用效果和質(zhì)量。因此，對(duì)綜采工作面刮板輸送機(jī)漂溜原因及改進(jìn)技術(shù)措施進(jìn)行分析有著較為重要的意義。

1 工程概況

新田煤礦1904 綜采工作面設(shè)計(jì)走向長(zhǎng)度990 m、傾斜長(zhǎng)度141 m，煤層傾角平均為9°，煤層賦存整體較為疏松，煤層結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，有夾矸。從勘察情況來(lái)看，煤層基本頂為粉砂巖，厚度在6 m 左右，直接頂板為砂質(zhì)泥巖，厚度在4 m 左右。直接底板為砂質(zhì)泥巖，厚度在2 m 左右，基層底板是粉砂巖，厚度在6 m 左右。從1904 綜采工作面開采情況來(lái)看，工作面設(shè)計(jì)采用的是一次采全高采煤工藝。

2 1904 綜采工作面刮板運(yùn)輸機(jī)工作情況分析

1904 綜采工作面在回采過(guò)程中，由于煤層沿著走向方向整體的起伏坡度超過(guò)了8°，在進(jìn)行回采時(shí)，為了提升煤炭資源的采出率，工作面在推進(jìn)過(guò)程中沿著煤層底板進(jìn)行開采。在工作面下坡開采的過(guò)程中，刮板運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)了較為明顯的漂溜問(wèn)題，圖1 是刮板運(yùn)輸機(jī)結(jié)構(gòu)示意。隨著工作面的不斷向前推進(jìn)，刮板運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)的漂溜的概率越來(lái)越大，漂溜的嚴(yán)重性也越來(lái)越大，對(duì)工作面正常回采產(chǎn)生了非常嚴(yán)重的影響，特別是出現(xiàn)了較為明顯的停機(jī)問(wèn)題，每日割煤的數(shù)量從原先的三刀煤，降低到了每天的一刀煤，嚴(yán)重影響到工作面開采質(zhì)效[1]。

圖1 刮板運(yùn)輸機(jī)結(jié)構(gòu)示意

3 1904 綜采工作面刮板運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)漂溜的原因分析

從1904 綜采工作面推進(jìn)情況來(lái)看，因?yàn)槊簩诱w賦存不夠穩(wěn)定，特別是頂板和底板出現(xiàn)了較大的起伏問(wèn)題，在工作面不斷推進(jìn)時(shí)，刮板運(yùn)輸機(jī)會(huì)隨著煤層的變化而不斷出現(xiàn)起伏變化，特別是工作面出現(xiàn)的沿著走向方向的俯采，導(dǎo)致刮板運(yùn)輸機(jī)也出現(xiàn)了俯采的情況。在刮板運(yùn)輸機(jī)傾斜之后，中間凹槽會(huì)出現(xiàn)明顯的上翹問(wèn)題，導(dǎo)致煤墻側(cè)的積煤會(huì)源源不斷的進(jìn)入到中間的凹槽中。隨著工作面的不斷推進(jìn)，由于沒有將積煤及時(shí)清理干凈，導(dǎo)致凹槽下方的積煤越來(lái)越多，刮板運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)漂溜的概率也越來(lái)越大。同時(shí)，在工作面俯采時(shí)，因?yàn)楣ぷ髅嬉簤褐Ъ艿耐茥U和底座之間的過(guò)橋并沒有縫隙，導(dǎo)致推桿不能有效進(jìn)行調(diào)節(jié)，導(dǎo)致中間槽長(zhǎng)時(shí)間處于明顯的受力狀態(tài)。圖2 是刮板運(yùn)輸機(jī)中間槽示意。同時(shí)，從現(xiàn)場(chǎng)情況來(lái)看，工作面煤層底板的巖性整體較軟，再加上工作面生產(chǎn)過(guò)程中的用水及各種類型的跑冒滴漏問(wèn)題，煤層底板在遇水后出現(xiàn)了明顯的泥化問(wèn)題，在向前推移支架時(shí)，底座將長(zhǎng)時(shí)間處于下陷的工作狀態(tài)，導(dǎo)致支架推桿和底座之間的過(guò)橋也處于長(zhǎng)時(shí)間的緊貼狀態(tài)，推桿可用的調(diào)節(jié)空間非常小，隨著工作面的不斷推移，增加了刮板運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)漂溜問(wèn)題的概率。

圖2 刮板運(yùn)輸機(jī)中間槽示意

4 1904 綜采工作面刮板運(yùn)輸機(jī)漂溜問(wèn)題處理技術(shù)措施

為了保證1904 綜采工作面可以順利進(jìn)行回采，在初步處理的過(guò)程中，采取了一些臨時(shí)性技術(shù)措施，來(lái)應(yīng)對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)出現(xiàn)的漂溜問(wèn)題。

首先，安排井下工人對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)前端和下方存在的積煤進(jìn)行了清理，時(shí)間控制在采煤機(jī)完成割煤之后，且在刮板運(yùn)輸機(jī)推移之間，選擇使用人工清理的方式，將刮板運(yùn)輸機(jī)前端和中部槽位置的積煤全部清理干凈。在出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的漂溜時(shí)，技術(shù)人員在刮板運(yùn)輸機(jī)前端的積煤朝下方深挖0.6 m，同時(shí)控制刮板運(yùn)輸機(jī)的中間槽為強(qiáng)制調(diào)平，從工程實(shí)踐來(lái)看，選擇使用該措施，能夠在一定程度上緩解刮板運(yùn)輸機(jī)的漂溜問(wèn)題[2]。

其次，在液壓支架底座前端安裝方木，也就是在進(jìn)行支架的移動(dòng)時(shí)，技術(shù)人員在移動(dòng)支架時(shí)，在支架的底座的前端安裝方木，從而將整個(gè)支架的底座前端全部墊起來(lái)，讓整個(gè)支架底座最大限度為水平狀態(tài)，這就可以在底座支架和推桿之間形成一定量的調(diào)節(jié)空間，這就可以在對(duì)刮板運(yùn)輸機(jī)中部槽進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，可以更為便利的將中部槽位置有效推平。圖3 是技術(shù)人員在液壓支架底座下方墊設(shè)方木。

圖3 技術(shù)人員在液壓支架底座下方墊設(shè)方木

第三，技術(shù)人員同時(shí)也使用了單體液壓支柱進(jìn)行輔助幫力。也就是在對(duì)刮板輸送機(jī)進(jìn)行推移時(shí)，在工作面液壓支架的頂梁和刮板輸送機(jī)的前端之間設(shè)置單體液壓支柱，主要作用是將刮板輸送機(jī)的中部槽有效下壓，嚴(yán)防在推移刮板輸送機(jī)的過(guò)程中出現(xiàn)上翹問(wèn)題。

在初期應(yīng)對(duì)1904 綜采工作面出現(xiàn)的刮板輸送機(jī)漂溜問(wèn)題時(shí)，采取了上述三項(xiàng)措施，雖然在一定程度上緩解了漂溜問(wèn)題，但是從生產(chǎn)實(shí)際來(lái)看，刮板輸送機(jī)在后期使用的過(guò)程中，仍舊反復(fù)出現(xiàn)刮板輸送機(jī)漂溜問(wèn)題，因此，必須從根本上，采取針對(duì)性的技術(shù)措施，嚴(yán)防出現(xiàn)刮板輸送機(jī)漂溜，更好保證刮板輸送機(jī)的工作質(zhì)效[3]。

結(jié)合1904 綜采工作面回采需求，本次重新選擇使用了一套同型號(hào)的綜采設(shè)備，但是對(duì)其中相關(guān)的環(huán)節(jié)進(jìn)行了全面的改造提升，從而有效地解決了刮板輸送機(jī)出現(xiàn)的漂溜問(wèn)題。本次重點(diǎn)從如下幾個(gè)方面進(jìn)行了改善和提升。

首先，全面改造液壓支架的推桿。從當(dāng)前井下使用的液壓支架推桿來(lái)看，主要可以分為分體式、整體式，如圖4 所示。整體式屬于一體化結(jié)構(gòu)，分體式主要包含有兩個(gè)推桿，兩個(gè)推桿在進(jìn)行連接時(shí)，選擇使用的是接軸的方式連接。整體式推桿結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，技術(shù)人員操作也較為方便，在煤層地質(zhì)條件較為簡(jiǎn)單的情況下可以取得較好的效果。對(duì)于分體式推桿結(jié)構(gòu)，使用的前后兩個(gè)推桿，選擇的是鉸鏈的方式，能夠上下自由擺動(dòng)，在煤層底板有著較大起伏的情況下，能夠取得較為便捷的調(diào)節(jié)效果。因此，針對(duì)1904 綜采工作面底板變動(dòng)較大的情況，本次將推桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)調(diào)整為分體式結(jié)構(gòu)，讓液壓支架更好適應(yīng)工作面在推進(jìn)過(guò)程中出現(xiàn)的起伏情況。

圖4 液壓支架推桿結(jié)構(gòu)示意

其次，對(duì)過(guò)橋尺寸進(jìn)行改造。對(duì)于液壓支架推桿上沿和支架底座的過(guò)橋下沿中間有著較大的空隙，這個(gè)空隙是推桿能夠上下調(diào)整的關(guān)鍵空間。圖5 是間隙示意。如果煤層底板整體較為松軟，支架在工作的過(guò)程中，底座容易出現(xiàn)下沉的情況，導(dǎo)致空隙的體積越來(lái)越小。特別是隨著下陷程度的不斷增加，容易出現(xiàn)被擠死的情況。所以，本次重點(diǎn)對(duì)過(guò)橋的尺寸進(jìn)行了針對(duì)性優(yōu)化，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)針對(duì)性提升了間隙空間，確保支架底座的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后，對(duì)底座支架焊接鋼板的厚度從原來(lái)的80 mm 提升到90 mm，間隙的空間可以實(shí)現(xiàn)明顯的提升，推桿在工作過(guò)程中，自由空間相對(duì)于先前更大。

圖5 支架推桿和過(guò)橋之間的間隙示意

第三，對(duì)液壓支架的底座平均比壓進(jìn)行針對(duì)性的降低。因?yàn)?904 綜采工作面煤層的底板整體相對(duì)偏軟，特別是在遇到水之后容易出現(xiàn)泥化問(wèn)題。所以降低液壓支架底座的比壓，能夠有效的緩解支架底座出現(xiàn)的下陷問(wèn)題。從當(dāng)前支架底座結(jié)構(gòu)來(lái)看，主要有兩類：整體式底座、分體式底座。對(duì)于分體式底座，推移裝置的位置通常情況下出現(xiàn)積煤的數(shù)量較小，因此一般不需要安排專人進(jìn)行積煤的清理，但是該結(jié)構(gòu)也存在弊端，由于煤層底板和底座之間的接觸面積小，底座的前方承受的比壓相對(duì)較大，因此，底座容易出現(xiàn)下陷的問(wèn)題。對(duì)于整體式結(jié)構(gòu)，工作面底板和底座的接觸面積相對(duì)較大，底板承受的比壓相對(duì)較小，所以，該類底座不容易有鉆底的情況發(fā)生。在本次優(yōu)化控制的過(guò)程中，選擇將原來(lái)使用的分體式底座優(yōu)化為整體式底座，同時(shí)，也針對(duì)性增加了底座的寬度，在對(duì)支架底座進(jìn)行改造之后，底板承受的比壓也明顯下降，支架底座出現(xiàn)下陷的概率也隨之降低，下陷的幅度也隨之增加。

第四，對(duì)刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)針對(duì)性進(jìn)行優(yōu)化。大量工程實(shí)踐表明，刮板輸送機(jī)出現(xiàn)漂溜問(wèn)題，也與刮板輸送機(jī)鏟煤的角度及推移孔設(shè)計(jì)不夠科學(xué)有著直接的關(guān)系。所以，為了更好的防止刮板輸送機(jī)出現(xiàn)漂溜的問(wèn)題，本次對(duì)刮板輸送機(jī)設(shè)備進(jìn)行了針對(duì)性的改造，改造如圖6 所示。具體為：充分考慮1904 綜采工作面的實(shí)際地質(zhì)條件，將鏟煤板的角度從最初的8°提升到了15°，隨著鏟煤板的上翹，刮板輸送機(jī)臥底的阻力也隨之下降，裝煤的效果也隨之提升。同時(shí)，將推移孔的大小也適當(dāng)增加，這能夠提升在推移刮板輸送機(jī)時(shí)，前端承受下切分力，從而有效減少刮板輸送機(jī)出現(xiàn)的前端上翹情況。

圖6 刮板輸送機(jī)推移孔和鏟煤板示意

通過(guò)本次對(duì)刮板輸送機(jī)結(jié)構(gòu)、支架的推桿及底座進(jìn)行針對(duì)性的改造提升后，經(jīng)過(guò)一年多的使用，得到在采取了上述措施之后，刮板輸送機(jī)出現(xiàn)漂溜的情況幾乎杜絕，工作面的工作效率相對(duì)于先前有了明顯的提升，推進(jìn)的速度及工作面的安全程度相對(duì)于先前有了本質(zhì)的改變。

結(jié)束語(yǔ)

綜上分析，本文將新田煤礦1904 綜采工作面出現(xiàn)的刮板輸送機(jī)漂溜問(wèn)題作為分析對(duì)象，分析得到了導(dǎo)致刮板輸送機(jī)出現(xiàn)漂溜的原因，并結(jié)合1904 綜采工作面實(shí)際情況，采取了臨時(shí)性和永久性的防止刮板輸送機(jī)出現(xiàn)漂溜的措施，從整體的改造提升情況來(lái)看，刮板輸送機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性明顯增加。因此，這就需要煤礦充分認(rèn)識(shí)到做好刮板輸送機(jī)防止漂溜問(wèn)題的重要性，需要從工作面的實(shí)際地質(zhì)情況、設(shè)備型號(hào)情況等出發(fā)，采取針對(duì)性的改造和提升措施，能夠從根本上解決刮板輸送機(jī)漂溜問(wèn)題，更好保障工作面開采的安全性和穩(wěn)定性。