神华宁夏煤业集团石槽村煤矿 宁夏银川 751400
摘要：石槽村煤矿1102206综采工作面煤煤层倾角大、淋水大，造成工作面设备下滑，严重影响了工作面安全生产，文章以支架受力分析出发探讨了设备下滑的原因，研究了伪倾斜开采及留设防滑平台等防滑措施在1102206综采工作面的应用。
关键词：1102206； 综采工作面；液压支架；刮板输送机；防滑防倒
1引言
1102206综采面为2-2煤工作面，工作面位于石槽村井田中部偏南，煤层平均厚度3.43 m，倾角25°；工作面正常涌水量337m3/h，最大涌水量416m3/h。采用单一走向长壁全部垮落采煤法开采。
液压支架与底板的摩擦因数一般为0.35~0.4，相应的摩擦角为18°~20°，由于工作面淋水大加之降尘洒水，使摩擦因数降低，致使煤层倾角在12°时设备就会出现下滑趋势。1102206综采工作面平均倾角25°，有效控制工作面设备下滑便成为安全生产的关键。
2工作面支架受力分析
2.1支架支撑状态受力分析
支架在支撑状态受自重G、顶板压力M与顶底板的摩擦力F1、F2和底板的支撑力N1。支架的受力分析如图（2.1）所示。
3工作面设备下滑的原因
“大倾角”工作面开采需要解决的关键问题是如何控制支架与运输机下滑和支架的失稳。液压支架和输送机的防滑防倒既是重点也是难点，更是保证生产的前提。
3.1输送机下滑的原因
（1）由以上受力分析得出工作面倾角小于21°时设备不会出现下滑，但由于工作面淋水大会使这个临界角度减小，1102206综采工作面平均倾角25°，在推移输送机时更会引起设备下滑。
（2）采煤机上行时的牵动使输送机下滑。。
（3）输送机机头与转载机机尾搭接不当，导致输送机底链反向带煤或者是过多的浮煤进入输送机底槽，导致底链与底板的摩擦阻力过大及输送机与支架的连接不垂直，推移时就会有一个向下的分力引起输送机的下滑。
3.2支架下滑和失稳的原因：
支架失稳主要表现为支架下滑，不仅影响支架对顶板的控制能力，还会造成咬架、挤架，致使支架拉移困难，工作面推进缓慢，造成顶板压力大，顶板下沉，严重影响工作面的正常生产。主要原因是：
（1）在移架过程中，支架在自身的重力作用下产生一个下滑力。
（2）由于输送机下滑牵动支架下滑。
（3）在“大倾角”条件下，由于工作面顶板破碎、冒落或顶板沿层面下移时，导致工作面不能有效接顶，导致支架倾倒。
（4）作业时操作不当，移架时没有有效的使用好支架侧护板及时调整支架，出现轻微倒架时未能及时采取措施。
（5）煤层倾角增大时，支架自身的重力G和顶板岩层作用在支架上重力W沿煤层倾向的分力之和大于支架底座与底板间的摩擦力F时，支架便向下滑动，如（图3.1）所示，以图中A点为力矩中心，逆时针方向的力矩大于顺时针的力矩时，支架便要倾倒。
图3.1 支架侧向稳定性分析
4工作面设备防倒防滑措施
4.1工作面伪斜开采
为了平衡工作面支架、输送机在推进过程中引起的下滑，将工作面调成伪斜，即下端运输巷超前，上端回风巷滞后。伪斜角度控制为5°~7°，机头超前机尾20~30m。工作面在进行移架和推溜时，每个循环都会产生一个斜向上的位移，若伪斜角度合适，就能使推移过程中的下移量和上移量相抵消，从而有效的控制设备下滑的显现，并能防止采空区涌水流向工作面，避免底板与设备底部摩擦因数减小，减小设备下滑的趋势。
4.2工作面支架防倒防滑
（1）加强输送机的管理，严防输送机下滑牵动支架下滑。
（2）坚持由下向上移架。采煤机上行时，采煤机过后由下向上追机移架。
（3）在“大倾角”煤层中，拉架时要控制相邻支架顶梁高差小于顶梁厚度的1/3，防止咬架。
（4）为防止工作面倒架，必须确保工作面下端头排头支架的稳定性。工作面自2#与5#、3#与6#、4#与7#支架之间各装一台防倒千斤。
（5）自10#支架开始，按由下向上的顺序以4台支架为一组每组安装一台防倒千斤，千斤一端与每组第一台顶梁连接，另一端与每组最后一台支架底座连接。
（6）为防止工作面设备下滑，每隔十台支架在相邻支架之间安装一台防滑千斤。
（7）回采期间，若支架出现歪斜，应充分利用支架侧护板、调底千斤及单体支柱及时对支架进行调整或辅助移架。
（8）回采期间，应根据现场情况的变化情况，应及时变更支架防倒防滑千斤的安装方法，以便能有效的杜绝支架出现下滑、倒架的现象。
4.3工作面刮板输送机的防滑
（1） 严格控制推移输送机的顺序，必须从工作面下端开始从下往上的推移输送机。
（2）移输送机时，不能同时松开机头机尾的锚固装置，先用单体支柱顶住机头，将移完的机头锚固后在继续推移。并且要在机头架尾用单体支柱加强锚固。
（3）防止煤矸进入输送机底槽，以减小底链回拉时的阻力。
（4）为防止工作面输送机下滑，每间隔十台支架安装一组防滑千斤，一端与刮板机溜槽相连，一端与上方第三台支架底座相连。推移输送机时，千斤处于拉紧状态，由于推移千斤顶推力大，仍能使输送机前移但不下滑。如图（4.1）所示：
（5）留设防滑平台。下端头5~7m割煤时适当留底煤，使下端头附近工作面煤层倾角变小，形成防滑平台。平台能防止输送机下滑，也能保证输送机机头与转载机的合理搭接。
图4.1 输送机防滑千斤顶
1——底座；2——输送机；3——防滑千斤顶；4——链条
结论
（1）采用伪倾斜开采，伪斜角度控制为5°~7°，机头超前机尾20~30m，能使推移过程中的下移量和上移量相抵消，从而有效的控制设备下滑。
（2）下端头5~7m割煤时适当留底煤，使下端头附近工作面煤层倾角变小，形成防滑平台。
通过对1102206综采工作面防滑措施的优化，工作面设备下滑得到了有效控制，循环作业由每班一个循环增加到四个，实现了安全高效开采。防止液压支架和刮板输送机下滑是“大倾角”综采工作面安全高效开采的保障，必须加强科学管理，制定严格的管控措施。
参考文献：
[1] 杜计平.孟宪锐.《采矿学》.徐州.中国矿业大学出版社.2009.
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[4] 续文峰.采煤工作面设备防滑技术的研究与应用[J] .煤矿开采.2008,12 .
论文作者:雷子龙
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年3月下
论文发表时间:2017/7/13
标签：工作面论文; 支架论文; 防滑论文; 输送机论文; 倾角论文; 煤层论文; 顶板论文; 《建筑学研究前沿》2017年3月下论文;