综采面刮板输送机上窜下滑原因分析及解决策略_胡海鹏.pdf

综采面刮板输送机上窜下滑原因分析及解决策略胡海鹏（汾西矿业集团新产业发展有限责任公司，山西介休032000）摘要：水峪煤矿 6115 工作面面临较为频繁的刮板输送机上窜下滑治理难题，造成工程质量差、生产效率低、安全风险大等不利状况。为解决此项难题，从推移刮板输送机及拉移液压支架两方面分析造成上窜下滑的原因，梳理出输送机中部槽偏移微量、液压支架推移杆角度等关键参数，并结合工程实际及现场经验，针对性制定了双向割煤、调节伪斜、液压辅助、偏移转载机等解决策略，在上窜下滑现象发生的不同阶段，根据需要选择其中一种或多种治理措施，有效解决了 6115 工作面回采过程中历次上窜下滑问题，保障了工作面安全高效开采。关键词：刮板输送机；上窜下滑；偏移微量；调节伪斜；双向割煤中图分类号：TD528文献标识码：A文章编号：1003-773X（2023）06-0244-020引言刮板输送机是煤矿综采工作面最前沿的机电设备，担负着将煤炭运出工作面及为采煤机提供运行轨道的重任，在合理的“三机”配套设计前提下，刮板输送机应动态保持合理的工况条件，与采煤机、液压支架密切配合，才能更高效的将煤炭资源运出。然而，在实际运行过程中，无论是倾角较大的工作面，还是倾角较小甚至是近水平工作面，均不同程度的存在着刮板输送机上窜下滑问题，导致“三机”配套结构失稳，并牵引液压支架发生偏斜直至工况恶化，甚至弱化顶板支护效果，造成安全隐患。针对刮板输送机的上窜下滑问题，行业从业者进行了大量理论和实践研究，积累了丰富的研究成果，也提出了许多成功的治理方案1-4，但具体到一个水峪矿这个特定的综放工作面，当面临刮板输送机上窜下滑问题时，还需要结合其地质生产条件进行针对性研究，提出具体的、可操作的解决策略，在实践中形成一套成熟有效的治理措施。1工程概况水峪煤矿是汾西矿业集团的主力矿井，核定生产能力为 400 万 t/年。6115 工作面采用综合机械化放顶煤工艺回采，采放比为 11.65，全部垮落法管理顶板，主采 10+11 号煤层，煤层平均厚度 7.7 m，平均倾角 6。工作面为双巷布置，材料顺槽进风，运输顺槽回风，工作面倾向长度 160 m、走向长度 1 320 m。工作面顶底板条件为：有平均厚度 0.3 m 的伪顶，页岩岩性；平均厚度 8 m 的直接顶，灰岩岩性；平均厚度11 m 的老顶，泥岩岩性；平均厚度 2.5 m 的直接底及平均厚度 4.2 m 的老底，泥岩、碳质泥岩岩性。工作面的“三机”配套情况如表 1 所示。根据矿井生产经验，工作面刮板输送机存在较明显的上窜下滑现象，上窜是指刮板输送机整体向机头方向移动，下滑是刮板输送机整体向机尾方向移动，在不同的推采阶段，上窜及下滑问题可能交替出现，会产生诸多危害。一是容易导致工作面工程质量差，表现在液压支架偏斜、位态不正、顶板支护效果差，支架参差不齐容易引发端面冒顶片帮事故；二是容易导致煤流运输不畅，输送机上窜下滑可能导致与转载机搭接不合理，易洒煤，易被大块煤矸堵塞，导致煤炭运输效率降低；三是输送机上窜下滑后容易导致工作面人员作业空间发生变化，工作面及上下端头安全出口变小甚至堵死，造成巨大安全隐患。2刮板输送机上窜下滑原因分析2.1推移刮板输送机当前综采工作面的基本工艺为采煤机割煤拉移液压支架推前部刮板输送机放顶煤拉后部刮板输送机，特殊情况下可能先拉超前支架，再割煤，再推前部刮板输送机。在这个过程中，刮板输送机逐渐推移到位，不可避免的出现一个弯曲段，如下页图1 所示。正是由于在推移过程中出现的这个弯曲段，中部槽在推移过程中会出现一个向上或向下的偏移微量，这个微量在所有中部槽推移过程中得到积累，并持续在多个割煤循环中得到积累，就会导致刮板输送机出现上窜下滑现象，而且工作面倾角越大、弯曲度越大，以及长时间保持单向割煤方式，均会加剧上窜下滑现象。收稿日期：2022-09-16作者简介：胡海鹏（1978），男，山西介休人，本科，毕业于中央广播电视大学，从事机械研发方面的工作。总第 242 期2023 年第 6 期机械管理开发MechanicalManagementandDevelopmentTotal 242No.6，2023DOI:10.16525/14-1134/th.2023.06.099设备名称型号采煤机MG400/970-WD3转载机ZF4000/15/30D前部刮板输送机SGZ1000/2700后部刮板输送机SGZ1000/2700基本液压支架ZF4000/14.5/29过渡液压支架ZFG5300/16/30H端头液压支架ZPT8000/16/30表 16115 工作面“三机”配套主要设备经验交流2023 年第 6 期2.2拉移液压支架在综采工作面现场，推移刮板输送机及拉移液压支架其实是一对互馈的操作行为，推移刮板输送机时形成的偏移微量逐渐积累后，会使输送机上窜下滑，直接后果就是导致输送机中部槽与液压支架的推移杆不再是正常的垂直状态，而是呈现一个偏移的角度，如图2 所示。此时，偏移的中部槽就会携带着液压支架发生歪斜，歪斜后的多个液压支架相互挤压，工作面持续推进后，挤压现象及歪斜状况加剧，推移杆的偏移角度不断增大。而且推移杆作用于中部槽的力与液压支架的是一对反作用力，导致刮板输送机的上窜下滑与液压支架的偏移向不同方向发展，更加剧了上窜下滑的程度5。3刮板输送机上窜下滑解决策略根据以上分析，为解决刮板输送机上窜下滑的问题，结合工程实际及现场经验，具体制定了双向割煤、调节伪斜、液压辅助、偏移转载机等解决策略。3.1双向割煤工作面长时间单向割煤的话，推移输送机方向必然也是以单一的机头至机尾或机尾至机头进行推移，输送机弯曲段所产生的偏移微量会持续向一个方向累积，此时，如果交替将割煤及推移输送机方向进行切换，就会逐渐抵消掉这个偏移微量，从而避免了输送机的上窜下滑。双向割煤是预防输送机上窜下滑最为关键的手段之一。3.2调节伪斜调节伪斜工艺在大倾角采煤工作面经常用到，在小倾角或近水平煤层回采时，如果发生严重的上窜下滑问题，调节伪斜同样是一个最有效的手段，即通过机头加刀或机尾加刀的方式使工作面两巷有一个超前一定距离进行推进。本工作面的具体操作方法是：当输送机上窜时，在工作面机头处加刀割煤，人为增加推移机头的次数，使输送机逐渐向机尾发生位移，减轻上窜现象；同理，当刮板输送机下滑时，在工作面机尾处加刀割煤，人为增加推移机尾的次数，使输送机逐渐向机头方向发生位移，从而减轻下滑现象。3.3液压辅助如果工作面已经发生较严重的上窜下滑现象，通过加刀的方式调整效果并不明显时，则需要借助外力进行化解。可充分借助液压支架侧护板油缸对支架位态进行调整，即向着输送机上窜下滑的反方向调整本架，但调整后推移杆的倾斜度大概率会加剧，此时，在推移刮板输送机过程中，借助单体液压支柱向上窜下滑的反方向顶住中部槽，从而尽可能使推移杆恢复垂直于中部槽状态。在这个过程中，一定要制定并执行使用单体液压支柱的各项安全技术措施，保证作业安全。3.4偏移转载机偏移转载机其实对于控制输送机上窜下滑并无实质性作用，偏移转载机的主要目的是在出现输送机上窜下滑问题时，尽可能的保证一个合理的搭接状态，从而确保煤炭的正常运输，降低设备故障率。4结语在整个 6115 工作面回采过程中，多次出现了刮板输送机上窜下滑的问题，导致工作面出现工程质量差、生产效率差、安全风险大等不利状况，在分析推移刮板输送机造成上窜下滑以及拉移液压支架造成上窜下滑的原因后，结合工程实际及现场经验，具体制定了双向割煤、调节伪斜、液压辅助、偏移转载机等解决策略，在预防阶段，重点使用双向割煤策略进行控制；在已经发生上窜下滑倾向后，重点使用工作面加刀调节伪斜的策略进行控制；在上窜下滑现象比较严重时，除了改变推移输送机方向、加刀调节伪斜等常规措施，还需要使用液压辅助调节剂偏移转载机等特殊措施，从而加快调整节奏，确保煤炭快速运出。通过多种解决策略的综合运用，6115 工作面回采过程中的历次上窜下滑问题均得到快速解决，确保了工作面的快速高效回采，并为同类条件工作面处理刮板输送机上窜下滑问题提供了成功的实践经验。参考文献1樊伟.沙坪煤矿综放工作面刮板输送机选型研究J.煤炭工程，2019，51（S2）：27-30.2张科学，李首滨，何满潮，等.智能化无人开采系列关键技术之一：综采智能化工作面调斜控制技术研究 J.煤炭科学技术，2018，46（1）：139-149.3张文涛，陆庆刚，邓高鹏.单斜构造工作面刮板运输机上窜下滑控制技术J.煤炭工程，2015，47（10）：65-67.4牛剑峰.综采工作面自动调斜与防滑控制系统研究J.煤矿开采，2015，20（2）：32-34；19.5朱志敏.综采面输送机“上窜下滑”机理与对策研究J.煤炭科技，2012（2）：12-14.6许平贵，闫引平.纳二矿 621-04 综采工作面刮板输送机“上窜下滑”的动态控制J.煤矿安全，2011，42（11）：91-92.（编辑：王婧）图 16115 工作面“三机”配套示意图图 2拉移液压支架造成的上窜下滑煤壁采煤机刮板输送机过渡支架液压支架中部槽推移杆支架正常状态下滑前期下滑后期（下转第 280 页）胡海鹏：综采面刮板输送机上窜下滑原因分析及解决策略245机械管理开发第 38 卷理开发，2021，36（7）：33-35.8李纯财.松软破碎煤巷锚网支护及强效锚固技术研究J.煤炭技术，2021，40（7）：66-68.（编辑：王慧芳）Roadway Support Technology When Mine Integrated Mining and Machine ExcavationRoadway CrossoverLi Lefei（Jinneng Holding Coal Industry Di Coal Shu erli Coal Co.,Ltd.,Datong Shanxi 037000）Abstract:Aiming at the problems of stress concentration,large deformation of the surrounding rock and easy fall of the roof plate in theroadway when the roadway is intersected by comprehensive mining and machine excavation,taking the overview of the project ofintersection of comprehensive mining and machine excavation in a mine of Jinneng Holding Coal Group as an example,the deformation ofthe surrounding rock in the roadway was effectively controlled through scientific design of the anchor support parameters of the roadway,reasonable retention of the coal column in the roadway and optimization of the design of the working face skid road,etc.The actual Theactual application results show that the sinking of the roadway roof in the intersection area is controlled within 26 mm,and the shifting ofboth sides of the roadway is controlled within 19 mm,and the working face safely and smoothly passes through the intersection area ofcomprehensive mining and machine tunneling,which better ensures the safe and efficient production of the mine.Key words:integrated mining;machine excavation roadway;cross-over;stress zone;support technologyResearch on Fault Monitoring and Prevention Technology of Scraper Conveyor ChainGuo Zhihui（Mechanical and Electrical Equipment Management Center of Shanxi Huayang Xinneng Co.,Ltd.,Yangquan Shanxi 045000）Abstract:By analyzing the chain fault problems that are prone to occur during the operation of scraper conveyors,a chain fault monitoringtechnology and scheme design were proposed.A scraper conveyor chain fault monitoring platform was built for automatic monitoring ofchain breakage.At the same time,key technologies such as automatic protection and speed control of scraper conveyor chains wereanalyzed and studied to prevent chain faults,effectively ensuring the safe and stable operation of the scraper conveyor chain during theproduction and mining process of the fully mechanized mining face.Key words:scraper conveyor;fault monitoring;prevention and control technology（上接第 247 页）Reasons for the Upward and Downward Movement of the Scraper Conveyor in the FullyMechanized Mining Face and Its Solution StrategiesHu Haipeng（Fenxi Mining Group New Industry Development Co.,Ltd.,Jiexiu Shanxi 032000）Abstract:The 6115 working face of Shuiyu Coal Mine is facing frequent difficulties in controlling the upward sliding of scraper conveyors,resulting in adverse conditions such as poor engineering quality,low production efficiency,and high safety risks.To solve this problem,thereasons for the upward sliding phenomenon were analyzed from two aspects:the pushing scraper conveyor and the pulling hydraulicsupport.Key parameters such as the small deviation of the middle slot of the conveyor and the angle of the hydraulic support push rod wereidentified.Based on engineering practice and on-site experience,targeted solutions such as bidirectional coal cutting,adjusting pseudoinclination,hydraulic assistance,and offset transfer machine were developed.The upward sliding phenomenon occurred at different stages,Selecting one or more governance measures according to needs has effectively solved the problem of previous upward and downwardmovements during the mining process of the 6115 working face,ensuring safe and efficient mining of the working face.Key words:scraper conveyor;up and down;offset trace;adjusting the pseudo tilt;bidirectional coal cutting（上接第 245 页）280