综采工作面俯斜开采采煤机掉道问题及处理

[摘 要]针对俯斜煤层开采MG200/500-QWD型采煤机掉到的难题。通过分析工作过程中采煤机的受力状态，改进采煤机相关结构，解决了俯斜开采时采煤机掉道问题，保证了采煤生产连续性。

[关键词]采煤机； 俯斜开采； 掉道

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）15-0351-01

前言

2703综采对拉工作面位于城郊煤矿南翼七采区，位于魏庄以东，永城市西城区保护煤柱以南，工作面地表为大量农田，白洋沟横穿整个工作面。该工作面东为2702工作面（未动），西为DSF33断层保护煤柱，南为二水平东翼轨道大巷、二水平东翼胶带大巷保护煤柱，北为永城市西城区保护煤柱。2703综采对拉工作面总体为宽缓的单斜构造，工作面外段较平缓，煤层倾角1～7°，里段煤层倾角较大约6～14°，倾角3～11°，平均5°。煤层厚度最大3.52m，最小1.10m，平均2.77m。

2703综采对拉工作面中间巷走向长288m，上巷走向长377m，倾斜长165.8m。选用MG200/500-QWD型采煤机采煤，循环进度为600mm；选用SGZ730/2×200型刮板输送机运煤；选用ZY3800-16/35型液压支架共114支护顶板，全部垮落法管理采空区。MG200/500-QWD型电牵引采煤机在2703综采对拉工作面俯采推进中会导致机组掉道频繁发生，极易损坏机组限位部件；频繁出现滑靴磨损，如何解决采煤机掉道问题是研究的关键。

1 工作面概况

工作面二2煤层位稳定，煤层结构简单，以亮、镜煤为主，为半亮型。三条顺槽实际揭露煤层厚度变化不大，最大煤厚3.52m，上巷通尺164～188m由于沉积基底不平造成煤层较薄，工作面局部受断层牵引影响煤层变薄，最小煤厚仅1.10m，煤层平均厚度2.77m。下巷通尺160m至切眼之间由于受煤层倾斜（左高右低）影响，巷道左帮破底岩较多，该段平均煤厚2.71m。

2 采煤工艺

2703综采对拉工作面采用综合机械化采煤工艺，一次采全高。整套回采工艺为：采煤机破煤、装煤，刮板输送机、转载机、胶带输送机运煤，液压支架支护顶板，辅以单体支柱配合∏型梁、铰接梁、组合梁支护工作面端头和顺槽超前段，采用全部垮落法处理采空区顶板。根据ZY3800-16/35液压支架的支护高度（1.6～3.5m）、煤层实际厚度的变化、工作面煤壁片帮程度和采煤机适应煤厚（1.8～3.6m）以及工作面三机尺寸配套关系，确定工作面的采高为2.3～3.3m，当工作面局部煤厚超过3.3m时，留底沿顶回采，当煤层厚度低于2.3m时，要根据实际情况进行挑顶或破底，必要时采用放松动炮的方法配合采煤机推进。正常情况下要沿顶沿底回采，严禁留顶煤或底煤。一个正规循环进尺为600mm。2703工作面上、下段采煤机进刀方式均为机尾端部斜切进刀。

3 使用情况及问题分析

2703综采对拉工作面MG200/500-QWD型采煤机在俯斜采煤过程中经常出现采煤机掉道问题。经在井下更换了右行走箱的滑靴，发现换下来的滑靴其损坏部位是在滑靴的下面钩头部分，磨损量在15mm左右，磨损比较均匀。且该滑靴上表面与销排上表面不接触，有10mm间隙，工作面倾角为8°左右，而且机头部的行走轮也严重磨损，驱动轮单面磨损大于8mm，行走轮与销排的啮合部位在销排节线的上面，磨损也相当严重。由于俯斜工作面地质条件特殊，造成采煤机机体歪斜，横向稳定性差。采煤机在俯斜工作面工作时，机身和滚筒重力对位于运输机靠采空区侧的导向装置0点产生一个转矩，而滚筒在截割中的轴向阻力和滑靴反力对0点产生一个反转矩；同时，机身和滚筒重力沿煤层层面的合力有使采煤机滑向煤壁的趋势，这个力与导向装置、煤壁和输送机各部件的摩擦阻力相平衡。俯角状态下采煤机割煤受力示意图1。

4 处理方案的选择

根据MG200/500-QWD型采煤机受力状态可知，传统的采煤机无法适应俯斜工作面的开采条件，必须对采煤机进行改进，以满足工作需求。

为此，采取如下方案解决俯采工作面采煤机掉道问题：

方案一是对机组导向滑靴进行改造。经力学性能分析，在俯采过程中，机组导向滑靴受力明显增大，需提高导向滑靴强度，对导向滑靴煤帮侧附加肋板，底部和采空区侧进行加厚，两端附加螺纹钢，从而提高导向滑靴的整体强度和耐磨性。并且对机组的平滑靴进行了加厚，降低了平滑靴的受力程度。然后将支撑板的材质改为高强度耐磨板。这不仅增加了采煤机的稳定性，也降低了其他部件的损坏程度。

方案二在采煤机外侧（相对煤壁）加适当的配重，以缓解因采煤机重心偏移而引发故障。当俯斜角度较大时适当减缓采煤机的速度，确保生产正常进行。

方案一的优点是精确地测量导向滑鞋与平滑鞋的需要加厚程度，而且需要一定强度的耐磨板。提高了导向滑鞋与平滑鞋以及相关部件的使用寿命。缺点是由工作面较短，如果需要多次测量验证需要加厚的精确度，有可能浪费大量材料，而且采煤机采煤时要保证电流平稳，起到保护设备的作用。

方案二的优点是对材料需求低，有助于提高采煤效率。缺点是导向滑鞋与平滑鞋以及相关部件的使用寿命还是没有改善且操作不方便。而且需要考虑采煤机外侧（相对煤壁）加适当的配重后，确定支架与采煤机之间的距离不影响采煤司机的行走。

通过方案对比，考虑到采煤工作面的生产效率及效益，方案一更具有操作性，且大大提高了采煤效益。

5 结语

通过对城郊煤矿俯采工作面的调查结果证明，对MG200/500-QWD型采煤机使用中出现掉道问题，在俯采过程中，机组导向滑靴受力明显增大，需提高导向滑靴强度，对导向滑靴煤帮侧附加肋板，底部和采空区侧进行加厚，两端附加螺纹钢，从而提高导向滑靴的整体强度和耐磨性。并且对机组的平滑靴进行了加厚，降低了平滑靴的受力程度。然后将支撑板的材质改为高强度耐磨板。这不仅增加了采煤机的稳定性，也降低了其他部件的损坏程度。这种处理方法是成功的，拓宽了采煤机的使用范围。使采煤机适应于俯采工作面，尤其是俯采角大于8°的工作面，解决了MG200/500-QWD型采煤机在俯采工作面割煤时易掉道，提高了采煤效率，实现了高产高效。总之，MG200/500-QWD型采煤机使用中出现掉道问题的成功解决，大大提高了矿井的综合效益。

参考文献

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