综放面刮板输送机“上窜下滑”分析及控制

尚冬冬

(山西晋煤集团临汾晋牛煤矿投资有限责任公司，山西 临汾 041099)

0 引言

综放工作面“三机配套”中需要在支架前后各安装一部刮板输送机。在实际生产过程中，由于地质条件变化、现场管理不善、回采工艺等的影响，会造成刮板输送机出现“上窜下滑”的问题，严重影响了工作面设备的正常运行，制约了矿井经济效益的提高[1]。文中从晋牛煤矿10102综放面刮板输送机布置入手，系统分析了造成刮板输送机“上窜下滑”问题的原因、危害，提出了控制该问题的方法，为相似问题的解决提供了理论依据。

1 工程背景

晋牛煤矿10102综放面地面标高+1 190～+1 320 m，井下标高+1 004～+1 075 m，埋深约250～300 m。工作面设计走向长度749 m，倾斜长度130/180 m，煤层厚度为4.6～6.8 m，平均5.5 m，煤层倾角6°～10°，平均8°。工作面北临二采区准备大巷，东临郭家庄煤矿边界，南临10104工作面，西临一采区集中辅运大巷。

工作面采用走向长壁、后退式综合机械化放顶煤，一次采全高顶板全部垮落采煤法，机采采高2.8 m，放顶煤厚度为2.7 m。工作面三机配套技术特征见表1。

表1 工作面三机配套技术特征表

2 刮板输送机“上窜下滑”现象分析

2.1 产生的原因

在工作面正常回采过程中，刮板输送机会出现“上窜下滑”的现象，这种现象对刮板输送机的正常工作和工作面的正常生产都会产生十分不利的影响。针对10102综放面刮板输送机的“上窜下滑”现象，结合工作面实际生产条件做了相应的讨论和分析[2]。

现场管理措施不到位：工作面三机配套方案确定后，正常回采期间应严格执行“割煤-拉架-移前溜-放煤-清煤-移后溜-端头支护及超前支护”的操作顺序。但若是现场管理措施不到位，可能导致拉架移溜工作不够规范化，不能使得支架移动与刮板输送机相互协调，会导致支架、刮板输送机均出现下滑现象；针对刮板输送机开始出现的小范围不正常移动现象，现场管理人员应采取积极应对措施，消除隐患，避免产生更大的滑移事故。

工作面倾角影响：10102综放面煤层倾角在6°～10°，工作面在机头机尾两位置出现一定的高度差，且10102综放面底板泥岩抗压强度平均8.9 MPa、抗拉强度平均0.21 MPa，底板易出现底鼓现象。倾角的大小是直接影响刮板输送机稳定运行的主要因素，倾角越大，刮板输送机的自重在倾斜方向上的分力越大，同时运输的煤炭由于重力作用容易出现向下堆积趋势造成刮板输送机下滑。底板出现底鼓后，使得原来布置好的刮板输送机出现翘起问题，在进行推溜拉架过程中容易使得刮板输送机向上运动，加大与转载机重合部分，出现上窜事故。

刮板输送机布置问题：10102综放面采用综采放顶煤工艺，煤帮侧和采空区侧的刮板输送机布置形式不相同。采空区侧刮板输送机与支架为柔性连接，为其提供了下滑的余地，同时移架过程中由于支架上方空顶或支撑力不足，支架容易发生偏移而带动刮板输送机出现“上窜下滑”现象。而支架偏移之后，推移杆与前刮板输送机的垂直状态也被改变，推移前刮板输送机时即不再按照直上直下轨迹运动，又会出现前刮板输送机“上窜下滑”的事故，形成“后溜下滑、支架倾斜、前溜上窜”的恶性循环。

工作面回采工艺影响：10102综放面第一次开切眼工作面长度为130 m，之后工作面又拓宽至180 m，在工作面斜长变化的过程中，可能导致工作面机头机尾处进度不均匀，使刮板输送机两端出现“上窜下滑”事故；当工作面调伪斜时，对前后进刀步距未能调整好，超前距离过长或不足都会导致刮板输送机出现“上窜下滑”现象；工作面运煤方向对刮板输送机“上窜下滑”现象同样有较大影响，运煤过程中煤流产生的对刮板输送机的反作用力也会造成刮板输送机的“上窜下滑”。

2.2 刮板输送机“上窜下滑”的危害

10102综放面出现刮板输送机“上窜下滑”现象是工作面管理不善的直接体现，同时也会影响工作面及矿井的正常安全生产。具体危害主要表现在以下几点[3]。

易造成生产事故：刮板输送机出现“上窜下滑”的现象时，可能会导致刮板输送机与支架和转载机的连接出现问题，导致不能正常推溜拉架或煤炭转载，滞留的煤炭会堆积在刮板输送机上造成刮板输送机负担过重，易发生断链或电机烧毁事故；支架不能及时向前推移会造成工作面悬顶长时间暴露，在放顶煤条件下十分不利于工作面设备及人员的安全，容易造成生产事故。

易加大劳动强度、降低安装工程质量：整个综放面工序是互相协调、互相配合的，若是刮板输送机出现问题，综放面采煤机、液压支架等其它设备都需要重新调整，调整期间还需要加强支护，加大了工人的劳动强度，调整后的工作面设备需要重新调试，影响了工程质量。

易降低生产效率与经济效益：工作面一旦出现“上窜下滑”的现象，必然需要调整刮板输送机致其无法正常工作，在这期间，采煤机工作面采煤机也需要停机等待，在矿井未有下一工作面接续时，矿井生产效率变低，无法达到额定生产能力，由此导致了经济效益下降。

3 刮板输送机的调整与控制

3.1 现场观察判断

对刮板输送机的调整与控制首先应判断工作面刮板输送机的运行状态，根据收集到的数据和资料，观察和判断如下几个方面[4]。

观察刮板输送机布置情况：观察10102综放面刮板输送机与转载机搭接是否出现过长或过短的情况，搭接过多为上窜征兆，搭接过少可能为下滑征兆；观察推移杆与刮板输送机是否垂直，两者出现非垂直情况则要谨慎推溜移架，防止出现“上窜下滑”事故。

巷道中线测量：在10102综放面运输巷、回风巷顶板上标注巷道中线，在综放面回采推进过程中测量巷道中线距刮板输送机机头、机尾的距离，正常情况下该距离应当在一定范围之内，若超出制定范围则说明刮板输送机出现“上窜下滑”现象。

观察支架布置情况：支架与刮板输送机在工作面上互相影响，观察支架与两巷超前支护搭接是否合理，观察工作面上下两端端头支架倾斜的方向和位移的大小，观察测量端头支架与煤壁的搭接长度，正常状态端头支架超出煤壁1.2～1.5 m。

3.2 调整控制

对刮板输送机的运行状态进行判定后，如果出现“上窜下滑”的现象，就要及时采取措施进行控制，以防产生更严重的安全生产事故[5]。

合理设计工作面：合理设计工作面首先是要对开切眼的位置进行确定，开切眼应选择在煤层起伏不大的区域，实际布置的综放面将上端头超前下端头或下端头超前上端头一定距离，并在工作面生产中适时调整工作面，控制刮板输送机不出现“上窜下滑”的现象；同时工作面可采取伪斜布置，人为降低工作面起伏高度，伪斜角度应严格设计，既不能角度太大导致前输送机上窜后输送机下滑，也不能角度过小失去伪斜布置的意义。

合理调整工作面设备：刮板输送机出现“上窜下滑”现象时，可采取调整液压支架朝相反方向偏移的方式进行复位；采用单体辅助的方式进行推溜，配合支架推移千斤顶朝“上窜下滑”反方向进行推移；还可以在每隔7～10架的范围内安装牵引千斤顶，对刮板输送机与窜滑方向相反的力进行控制。

加强安装工程质量调节：综放面的安装工程质量对避免出现刮板输送机“上窜下滑”现象十分重要。回采过程中必须保持工作面煤壁直、刮板输送机直、支架直，顶底板也要平整，上下出口畅通，同时应提高工作面人员管理水平和技术水平，避免出现刮板输送机“上窜下滑”现象。

4 结语

10102综放面出现刮板输送机“上窜下滑”现象的原因是多样的，事故一旦发生就会造成工作面安全生产事故，降低矿井经济效益。文章提出了判别出现“上窜下滑”事故的现象，可以采取合理设计工作面、调整工作面设备及加强安装工程质量管理的方式避免事故的发生，达到保证综放面安全高效生产的目的。