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大倾角综采工作面控制刮板输送机下滑技术研究


时间:2015/12/31

大倾角综采工作面控制刮板输送机下滑技术管理是综采技术管理的关键,刮板输送机下滑问题控制不当,不仅使下出口难以管理,而且容易导致支架歪架、倒架,使顶板失控,直接影响工作面的正常回采。通过观察、分析研究和试验,唐山开滦赵各庄3372综采工作面在被动使用刮板输送机防滑链的基础上,通过主动加装向上推溜的单体液压柱,使刮板输送机上行,并对综采工作面倾角与实际安设单体柱的个数进行统计分析,以寻求在较困难地质条件下控制面溜下滑的措施。

  1工作面概况该工作面位于赵各庄矿13水平东翼3 ~4石门,工作面走向长639m,倾斜长78m,煤层沉积稳定,煤层走向110.~130.,煤层倾角30.~45.,平均倾角37°。煤层厚度在2.0~5.2m之间,平均厚度3.05m.煤层结构复杂,局部发育多层夹矸且无连续性,厚度在0.05 ~0.6m之间,平均0.25m,夹矸岩性为黑色泥岩,深灰色粉砂岩。工作面采深在-988.3~-1048.2m之间,可采储量21.95万t. 8m深灰色粉砂岩,老顶为7.85m灰色中砂岩,直接底为1.93m灰褐色粉砂岩,老底为5.65m灰白色中细砂岩,该工作面的顶板为复合顶板,顶板压力较大,破碎易抽冒,在回采过程中对支护的要求较高,顶板管理工作较困难。

  -17/28和47组ZF4000-15.5/25液压支架,工作面内采用一部SGZ730/2X132型刮板运输机运煤,工作面使用MG200/500 -AWD型采煤机破煤。工作面采用走向长壁后退式采煤法,全部垮落法管理顶板,作业方式为‘’两采一准“三八制作业。

  2控制刮板输送机下滑分析综采工作面一般均采用伪斜布置,这是因为在理论上存在一个为了抵消工作面设备受自重等作用下滑的伪倾角,把设备布置在煤层伪倾角上,在移架力或推移刮板输送机力的作用下,当支架垂直工作面移动时,工作面设备每移动一个移架步距,就会产生微小的相对向上位移。该位移应等于工作面设备在下滑分力和其他外力作用下每个移架步距所产生的下滑总量从而保持工作面平行推进。(若AL AZ/则上窜)。如所示。

  AL―每一个移架步距所产生的向上位移综采工作面布置及设备随工作面推进移动示意图根据经验这个伪斜角一般为工作面倾角的1/3,因此工作面下运道超前上回风道的距离应为:L工作面长度,m;a工作面真倾角,(°)。

  3防止刮板输送机下滑的措施及其计算按照经验公式,煤层倾角为46°,采面长78m时,伪斜现任开滦集团赵各庄矿业有限公司调度室主任。

  超前距离应为21.3m,但在回采过程中,刮板输送机依然存在下滑现象,且工作面中部范围经常发生大面积片帮,严重影响了回采工作的顺利进行。为了防止大面积片帮冒顶事故的发生,将工作面的仰斜角度调成近似正山,即工作面下运道超前上回风道的距离为6 ~8m时,工作面的片帮冒顶现象得到了很好控制。综合考虑保证正常回采因素,这就要求该工作面要在近似真倾角的条件下控制溜子的下滑。

  现在计算一下向上拉输送机所需的最小拉力。根据综采设备配套图册提供的数据:刮板输送机(SGD -730/264)和采煤机(MG-500)的重量为135.5t,假设工作面是一个摩擦系数为0.35~0.40的大斜面,现场倾角为46°,刮板输送机和采煤机是一个在大斜面上放着的滑块,如所示,根据物理学物体平衡原理得拉力T为:故至少需要1324kN的拉力才能使溜子上行。

  在干燥条件下,煤层底板对金属的摩擦系数u为0.35~0.40,如工作面常有淋水以及洒水降尘,可使摩擦系数进一步降低,使溜子上行的拉力也将进一步减小。

  由于防滑千斤顶与面溜之间有一个夹角(此夹角大约为10.),故所需拉力将大于T,即:而每一个防滑千斤顶的拉力为69kN,并考虑到有一个富裕系数(取此富裕系数为0.8)。

  故所需防滑千斤顶的个数为n -25型单体液压支柱,则所需单体柱的个数为n在现场使用14条防滑链和7棵单体柱情况下,工作面沿走向(540~210m范围)推进时运输机上移情况见表1.下面为两组在不同地质条件下的刮板输送机下机头上移(下滑)量实测数据:1)当工作面在运输道走向长度为540~530m范围推进时,工作面刮板输送机下机头距运输道转载机距离变化实测值见表2表1运输机沿工作面调整表工作面倾角八。)30移动方向上窜下滑表2刮板输送机下机头距运输道转载机距离变化表运输道走向长度/m工作面倾角/(*)溜子下机头与转载机间距/mm 2)当工作面在运输道走向长度为310~300m范围推进时,工作面刮板输送机下机头距运输道转载机距离变化实测值见表3.表3刮板输送机下机头距运输道转载机距离变化表运输道走向长度/m工作面倾角/(*)溜子下机头与转载机间距/mm通过对表2、表3的分析可以得出如下结论:在使用14条防滑链和7个单体柱控制工作面刮板输送机的情况下,当工作面倾角小于42.时,控制工作面刮板输送机下滑的效果较为明显,可以人为的控制使刮板输送机上行,其控制下滑的可靠性有较大的保证;而当工作面大于42.时,控制工作面刮板输送机下滑的效果不甚理想,工作面刮板输送机下机头出现了上、下串动现象,如要人为的控制使刮板输送机上行,必须相应的增加防滑链和单体柱数量以达到使工作面刮板输送机上行的效果。

  4控制面溜下滑相关注意事项严格按伪斜管理,不能甩了机头甩机尾,这样才能避免支架歪架、咬架甚至倒架而造成顶板状况恶化。

  严格控制采高,防止支架悬空,保证支架接顶严密并有足够的初撑力。

  加强工程质量管理,保持输送机平直,支架按步距离拉移,保持支架成条直线。

  煤层倾角较大时,必须坚持推移输送机、拉架由下向上进行。坚持顺序移架,移后要立即升紧升牢。

  发现支架歪斜要及时调整。若大范围歪架,应从端逐架调整。调整后应按伪斜控制,严格正规循环作业。

  加强支架检修。支架导杆损坏要及时更换,支架与输送机联接要安全可靠,严禁用链条软联,以便能更好的控制输送机向下移动。

  斜拉千斤顶要带压推移刮板输送机,往上消除中间的单位成本;推土剥离方式是经济合理的,其他推距经济比较以此类推。

  表2单斗卡车工艺单位成本H爬升高度/m P爆爆破土岩单位成本八元*m-3)P运卡车运输单位成本/(元*m-3)P单单斗一卡车工艺单位成本/(元*m-3)3结语通过对推土机剥离工艺和单斗一卡车工艺的经济分析对比,得出推土机推土距离、高差临界值的经济合理范围,为选用该工艺进行经济合理性分析。研究结果表明,推土距不大于30m时,推土剥离单位成本小于卡车爬升一个台阶高度(10m)的单位成本,推土剥离方式是经济合理的;推土距大于30m时,推土效率显著下降。推土机剥离工艺为特殊地质条件下露天采矿剥离提供了新的思路。