大倾角、短面长综采工作面设备控制技术分析

区域治理前沿理论与策略大倾角、短面长综采工作面设备控制技术分析王雷徐州矿务集团有限公司张双楼煤矿安监部，江苏徐州２２１６００摘要：大倾角、短面长综采工作面刮板输送机、液压支架等设备下滑、上窜控制是回采技术关键之一，通过某矿７４２７综采工作面现场试验观察和分析，以及借鉴学习相关资料，对大倾角、短面长的工作面回采期间设备控制总结出了伪倾斜超前距离的计算，最终该工作面设备得到了较好的控制，提高了回采速度及回采质量。关键词：设备下滑上窜；伪倾斜超前距离一、７４２７工作面概述７４２７综采工作面位于工业广场内，属中央采区，东部为混合井，西区浅部为变薄区，北部为Ｆ２断层，南部为一７００ｍ西大巷（炸药库）。地面标高＋４２４ｍ，工作面标高为一７５９．６～一７８９．８ｍ。该工作面走向长４２０～４５２ｍ平均４３６ｍ、倾斜长６５ｍ，主采山西组７煤，煤层倾角２２～３１ｏ，平均２６“；煤厚总厚１１０～１．８０ｍ，平均１．５１ｍ。工作面工业储量５６１万吨。可采储量５．４３万吨。１煤层山西组７、７—２煤，黑色，玻璃光泽：光亮～半亮型煤，由亮煤、暗煤条带组成。７煤层厚１１０～１．８０／１．５１ｍ；７—２煤层厚０５０～２．７０／１８０ｍ。２顶底板直接顶：粉砂岩，厚０．００～４．１８ｍ，平均１８０ｍ。深灰色，性脆，含植物化石碎片，局部为粉砂质泥岩。老顶：中细砂岩。厚２４１～１３．４９ｍ，平均７７０ｍ，灰白色，成份以石英为主，泥硅质胶结。直接底：粉砂岩，厚０．４６～１．ＯＯｍ，平均０７８ｍ，深灰色，见较多跟化石，局部含较多炭质或细砂质。老底：粉细砂岩，厚侣．３０～２０．８０ｍ，平均１９．８０ｍ，灰白～浅灰色，细砂岩为主，夹粉砂条带。３工作面设备及生产组织工作面安装ＺＹ３２００／１０／２０型掩护式液压支架４２架，采用ＳＧＺ－－７３０／４００中双链刮板输送机、ＰＬＭｌ０００破碎机和ＳＺＺ７３０／９０转载机各一部进行原煤运输。落煤选用选用ＭＧ３２０／７１０一ＷＤ２型双滚筒电牵引采煤机落煤。该工作面采用综合机械化走向长壁全部垮落法采煤，作业方式为“两采一准”．“三八”工作制，该工作面为大倾角工作面，为保证现场施工安全，故割煤方式为下行割煤。４工作面设计初期切眼伪斜（即机道超前材料道２６ｍ），回采初期造成刮板输送机随工作面推进易上窜。＝、调斜调整控制７４２７工作面倾角２６。，工作面倾斜长·１０８·度为６５ｍ，工作面掘进切眼时伪斜超前距离为２６ｍ，回采期间输送机随工作面推进上窜，后根据经验公式计算及其他工作面对比总结，回采时逐步调整超前距离，刮板输送机得到控制。１伪倾斜调斜经验公式计算７４２７工作面为大倾角回采工作面，平均倾角２６０，面长６５ｍ，可根据伪斜超前距离经验公式：Ｓ＝（１／３～１）Ｈ式中：Ｓ—切眼调斜超前距离ｍ；Ｈ一工作面上下端头高差ｍ：７４２７工作面倾角２６。。工作面倾斜长度为６５ｍ，上下端头高差为３３ｍ，根据公式计算。伪斜超前距离根据１／３～１之间确定大致范围为１１～３３ｍ。该种经验公式计算，取值误差范围大，现场施工调试周期长，不便于控制。２煤层倾角类似情况下，可采取工作面伪倾斜超前距离推算法进行推算切眼伪倾斜超前距离，具体方法如下。２．１切眼伪倾斜超前距离推算法公式：Ｓ’＝ｓｉｎａＸＬ＋Ｋ式中：Ｓ’一切眼伪倾向斜超前距离ｍ；Ｌ一工作面面长ｍ：Ｋ一误差系数．取（４－１）。２２根据正常回采的１３２６和９４０２工作面取值进行推算如下：１３２６工作面倾斜长度１１８ｍ，煤层倾角平均２６。，设备与７４２７工作面相同。９４０２工作面倾斜长度１４５ｍ，煤层倾角平均２５。，设备与７４２７工作面不同。１３２６和９４０２工作面运输机道超前材料道分别为２６ｍ、２２ｍ，超前夹角分别为１０ｏ，９０。根据１３２６工作面回采期间伪倾斜夹角１０。计算，７４２７工作面伪倾斜超前距离为：Ｓ’＝ｓｎ１０。×６５ｍ＋（４－１）一１０～１２ｍ：根据９４０２工作面回采期间伪倾斜夹角９。计算，７４２７工作面伪倾斜超前距离为：Ｓ’’＝ｓｎ９”×６５ｍ＋（±１）一９－１１ｍ。２．２３根据１３２６、９４０２工作面回采经验，通过推算公式得出７４２７工作面伪斜超前距离为９～１２ｍ。三、现场调试数据分析综合上述公式及类比分析结果看，７４２７工作面伪斜超前距离范围可选至９～１２ｍ，在生产中工作面从伪斜超前２５ｍ开始调面回采，调面期间伪斜超前距离逐步缩小，同时记录输送机位移情况，根据记录数据对伪斜超前距离变化速度和输送机位移情况分析，并伪倾斜超前距离法推算出的伪斜超前距离范围的准确性。当工作面伪斜超前距离逐步减少时，工作面面长变短，刮板输送机机尾位置不变。刮板输送机机头向下位移；支架推移方向向下（需及时向下调整支架），伪斜超前距离在１２．２—２５．０ｍ范围内时，机头位移随回采调斜速度的增大而变化较大，同时机尾下滑１２ｍ，伪斜超前距离在７７—１２２ｍ范围内时，机头位移随回采调斜速度放缓而减小，伪倾斜超前距离在８．２ｍ以下时，刮板输送机出现整体下滑趋势。由此验证，当伪斜超前距离在８．８—１２２ｍ的范围内时。刮板输送机位移量较为稳定。四、结论４．１在７４２７工作面调面试验中可以得出，经验公式可以为工作面伪斜超前距离确定一定范围，但范围较大。生产中调试周期较长，采用切眼伪倾斜超前距离推算法可以准确定位工作面伪斜超前距离的范围，减少生产过程中调面调试工作周期，从而很好的控制刮板输送机及支架的上窜下滑位移。４２大倾角回采工作面增加了伪斜超前距离，造成工作面倾向向上推进仰角增大，工作面回采时滚落的煤或矸石易窜人工作面。对现场操作人员的安全造成威胁。该工作面在输送机电缆槽上方至支架顶梁沿倾向布置全封闭双层尼龙网进行挡矸，刮板输送机内每隔１５ｍ增加一吊挂胶带并垂至输送机上，可对滚落煤或矸石起到减速缓；中作用。４．３工作面回采期间因工作面输送机调斜回采，应加强工作面支架调架工作，防止支架调斜，同时利用防滑设备对工作面支架采取防滑、防倒措施，防止支架倒架歪斜。参考文献：ｆ１１李坤，天灵涛，等．综采工作面调斜技术研究，徐州，科技信息２０１２年１９期．