探析综采放顶煤工作面控制液压支架与输送机下滑的技术

【摘要】本文在研究综采放顶煤工作面的基础上，对其液压支架和前后刮板运输机在综放面倾斜方向上进行了受力分析。接着对控制液压支架与前后刮板运输机下滑的情况作出介绍，研究了综采放顶煤工作面控制液压支架与前后刮板运输机下滑的技术，从技术层次上对综采放顶煤工作面作出了详细探究。最终研究表明，综采放顶煤工作面控制液压支架与输送机下滑的技术是经济、安全的，是值得将该技术推广应用的。

【关键词】综采放顶煤工作面；控制液压支架技术；输送机下滑技术

近些年来，我国煤矿开采量不断加大，对于煤矿的开采技术的要求也越来越高。为了实现高产高效化的煤矿开采道路，研究人员加大了开采技术的研究力度。综采放顶煤开采技术，便是研发的适应于高产高效的可用技术。该技术的应用，将新峪煤业的发展推上了一个新的高度，一条高产高效的道路逐渐形成。但是随着煤矿开采强度和深度的增大，综采放设备的体积、吨位越来越大型化，再加上设备底板倾角大，在实际开采中由于设备自重、煤块下落和运煤动力的原因导致设备运行时产生的倾斜分力较大，使得综放面设备容易下滑，从而给工作面安全生产造成不便。因此，提高综放工作面设备下滑的技术是非常重要的。

一、综采放顶煤工作面概述

以新峪煤业为例，其6127低位放顶煤综采工作面的可采长度是1402.5m，倾斜长度为190.5m，平均倾角为6°。在实际工作中，工作面采用122架ZF4000/14.5/29型中间架、2架ZPT8000/16/30型排头架、1架ZFG5300/16/30H型过渡架、2架ZFG5400/17/32H型过渡架以及1架ZFT12800/18/35型端头架来保护顶板，工作面的工作是由双运输机带动，前部刮板为SGZ-764/630型运输机，后部刮板为SGZ-880/800型运输机，采煤机采用MG300/700-WD型。工作过程中，前部刮板运输机是由推移杆与液压支架连接来完成推溜移架作业，后部刮板运输机是由油缸、链条与液压支架连接来完成拉移后溜作业。

二、综采放顶煤工作面设备的受力分析

通过研究分析可知，在综采放顶煤工作面中，工作设备会受到以下几种力的作用：液压支架与前后刮板运输机在倾角为A的斜面上产生的倾斜力、设备自重G、工作过程中的运煤重量生的分力、运输机刮板与链条所产生的向下的力Fc，这几种力的合力为F=（G+g）sinA+Fc[2]。在合力F的作用下，会使液压支架与刮板运输机向下滑动，这时就会产生一个阻止其向下滑动的力f=k（G+g）cosA，其中k是摩擦系数。当工作面的倾角发生变化时，下滑力也会随之变化。当工作面的倾角趋于0时，液压支架与前后刮板运输机的下滑力也接近于0。而综采放顶煤工作面的倾角越大，则液压支架与前后刮板运输机产生的下滑力也越大，下滑力增大，造成底板对其摩擦阻力减小。因此，要实现对液压支架与前后刮板运输机下滑的控制，在设备自重一定以及工作运煤量不发生变化的前提下，可以以下两点着手解决：一是降低设备的下滑力，这可以通过减小工作面的倾角来实现；二是增大摩擦阻力，这可以通过增大底板与工作面之间的摩擦系数来实现。

三、综采放顶煤工作面控制支架与刮板运输机下滑技术

（1）刮板输送机的机头要超前机尾一定的距离，这样就可以保证工作面设备有上移趋势，从而与运输机的下滑趋势相抵消，降低下滑出现的几率。通过试验可以发现，当设备处于回采过程中，该技术可以有效地缓解设备的下滑现象。经过分析可以作出解释，机头超前机尾时，工作面煤墙与上下巷就会形成以倾斜角，这样在刮板运输机每次推溜移架的作业中，工作面的设备就会有一个上移的趋势，当机头与机尾位于一个合适的距离时，两种趋势则正好相互抵消。这样，工作面的设备就会维持在现在的工作状态，也就避免了设备的下滑。在反复的实践中，当机头超前机尾达一定值（一般为5-8m）时，上移趋势与下滑趋势就可以相互抵消，从而成功避免了下滑，也保证了设备的安全生产。

（2）在煤矿回采、工作面倾斜时，工作面的倾角变小，从而增大底板与设备的摩擦力，减小了下滑力。从公式F=（G+g）sinA+Fc中可以看出，在力Fc不变的情况下，消除（G+g）sinA的方法是减小工作面的倾斜角度A，直至为0。这也可以防止工作面发生下滑。

（3）前后部刮板运输机的底部采用封底板结构槽的形式来减小与底板之间的摩擦力，降低下滑力。工作时，前后部刮板运输机底槽的刮板和链条与底板发生摩擦，产生了下滑力Fc[3]。为了降低该下滑力Fc的影响，将前后刮板运输机的底部用封底板封闭，使底槽的刮板和链条不与底板直接接触，也就不会产生摩擦，形成不利的摩擦力，成功的避免了工作过程中刮板与底板之间的下滑力Fc。如果煤矿条件有限，未能采用封底板结构槽，那么工作时就要少拉回头煤，争取最大程度的消除刮板、链条与底板之间产生的摩擦下滑力Fc。这样的处理措施也是可以消除液压支架与前后刮板运输机下滑的。

（4）在刮板运输机的溜封底下加导向防滑板，增大设备与底板之间的摩擦力，从而防止设备下滑。刮板运输机增加防滑板后，可以有效降低摩擦系数k，设备与底板之间的摩擦力也会降低。因此，在沿刮板运输机的工作方向上焊接导向防滑板。在沿刮板运输机前进的方向一端，导向防滑板建议做成船头形状，可以大幅度增加设备与底板之间的摩擦力，从而成功的防止了支架和前后刮板运输机的下滑，确保了设备的安全。

（5）确保支架的架设合理，以支架为参照，防止工作面设备的下滑。在综采放顶煤工作面中，推移杆将液压支架与前部刮板运输机连接，链条将其与后部刮板运输机连接。工作时支架在前部刮板运输机的引导下动作，同时支架又将这种动作状况传递给后部刮板运输机。在此工作过程中，液压支架是起着承前启后的作用。在设备的正常运行中，若是前部刮板运输机发生下滑时，支架也会相应的动作，并可能会发生设备倾斜的状况，一旦出现这种情况，就必须立即采取有效措施进行预防和更正，确保工作面的状态良好，保证设备正常工作，杜绝设备下滑现象。因此，在设备运行过程中，要随时观察支架的方向，以支架为参考，对支架的倾斜、倒架情况及时作出调整，避免设备由于支架的故障而引发安全事故。

（6）后部刮板运输机在防止下滑的作用同样不可忽视，利用后部刮板运输机可以实现对液压支架方向的修正和控制，从而减缓下滑现象的发生。因为后部刮板运输机是通过链条与液压支架建立连接关系的，而链条则可以缓解受力。当前部刮板运输机和液压支架出现下滑趋势后，在链条的作用下，后部刮板运输机便会阻碍设备的整体下滑，在这个过程中，就可以通过后部刮板运输机来对液压支架的方向进行修正和控制，从而防止设备的下滑出现。该技术的工作原理是：在正常工作中，后部刮板运输机的拉移链条位于支架的前下角，当设备下滑时，就可以把链条移到相邻支架的前上角，在链条移动的过程中，给液压支架一个合适的调向力，从而来修正和控制液压支架方向。该措施的使用，就可以防止液压支架的方向变化，从而制止了下滑的出现。

四、总结

综上所述，综采放顶煤工作面控制液压支架与运输机下滑的技术，是保证煤矿大型设备正常工作、安全生产的必须要求。在综采放顶煤工作面上采用控制液压支架与运输机下滑的技术，必须要根据所采煤矿的现场实际情况，认真调研，合理分析，不断实践，从而保证合理有效的下滑技术投入使用。在防止设备下滑时，要重点分析前、后部刮板运输机和液压支架之间的关系，通过对液压支架的控制，制约前、后部刮板运输机的运动状况，从而将设备的下滑现象控制住，实现生产的安全进行。

参考文献

[1]张进安，陈进富.液压支架控制后部刮板输送机下滑的技术[J].煤炭技术，2006.

[2]郑洪恩.放顶煤液压支架与后部刮板机配套关系存在问题的分析[J].煤炭工程，2006.

[3]张进安.大倾角综放工作面液压支架防倒防滑技术[J].煤炭技术，2006.