大倾角综采工作面的综机设备管理经验与推广

1、蒋庄煤矿创新项目评审表申报单位( 盖章)： 综采二区 申报日期： 13年6月10日项目名称：大倾角综采工作面综机设备的技术改进与推广类别：科技创新主要完成人员： 晏明来 齐卫东 殷宪波 王照东 高福义 刘银 刘伟 苏庆华完成时间及实施地点：2013年4月在3下707工作面项目简介：在煤矿开采过程中，对于倾角20°的工作面，当应用综采机械进行采煤时，首先要解决的就是防滑问题。综采工作面采用综合机械化采煤工艺，其配套的主要设备有采煤机、刮板输送机和液压支架。由于煤层赋存倾角的影响，这些设备在工作的过程中失稳，是影响回采工作能否正常的关键。做好综采设备的防倒防滑十分重要，必须针对设备的下滑

2、机理，采取相应的工艺措施来控制。只有这样才能保障采煤机械工作的稳定和安全，使所要回采的煤炭得意全部回收。 2013年4月，我们单位在3下707工作面组织生产。此工作面地质构造较复杂，煤层倾角0°-22°，外切眼里端工作面煤层倾角较大，平均为22°，局部最大为29°。生产2个月后，我们对液压支架、采煤机、刮板输送机及附属部件出现的问题进行了科学分析，找出了出现问题的原因后，采取了一系列的技术措施，彻底的解决了综机设备防倒、防滑问题及综机附属部件电缆、销轴下窜、下滑、下落的问题，包括油质油位的问题，实现了大倾角综采工作面生产的高产高效。主要创新点：1、 技术

3、改进简单实用，经济实效；2、 最大限度的减少劳务投入、节约材料费；3、 解决了大倾角综采工作面的综机设备存在的问题。经济、社会效益及推广应用情况：我们第一次在3下707这种大倾角综采工作面生产，通过对综机设备采取了一些切实可行的技术措施，较好地解决综机设备的因倾角大带来的种种问题，实现高产、高效回采。因此，对于大倾角工作面来说，只要解决好综机设备的防滑和防倒等关键问题，就能实现高产和稳产的效果。通过技术改进后，减少了设备损坏、减少了职工的体力劳动、减少了综采工作面的机械事故率，多方面初步计算，我们3下707面半年内就能提高效益3000万元。我们采取的措施都可以为国内其它大倾角工作面所借鉴，同时

4、，我们成功的经验也为集团公司的大倾角开采综机管理提供了科学的理论基础。专业评审小组意见： 组长（签字）：年 月 日矿评委会评审意见：主任委员（签字）：年 月 日大倾角综采工作面综机设备的技术改进与推广一、 引言 在煤矿开采过程中，对于倾角20°的工作面，当应用综采机械进行采煤时，首先要解决的就是防滑问题。综采工作面采用综合机械化采煤工艺，其配套的主要设备有采煤机、刮板输送机和液压支架。由于煤层赋存倾角的影响，这些设备在工作的过程中失稳，是影响回采工作能否正常的关键。做好综采设备的防倒防滑十分重要，必须针对设备的下滑机理，采取相应的工艺措施来控制。只有这样才能保障采煤机械工作的稳定和安

5、全，使所要回采的煤炭得意全部回收。二、3下707工作面基本情况及设备配置 2013年4月，我们单位在3下707工作面组织生产。此工作面地质构造较复杂，煤层倾角0°-22°，外切眼里端工作面煤层倾角较大，平均为22°，局部最大为29°。总体煤层厚度在1.0m-4.9m之间，平均3.79m，煤层硬度f2.5。煤层顶板：工作面基本顶为中砂岩，平均厚度26.32m；直接顶为砂质泥岩，平均厚度3.4m；直接底为泥岩，平均厚度0.57m；老底为细砂岩，平均厚度13.20m。图一：工作面倾角素描图（5月10日）工作面采用走向长壁后退式采煤法，煤机螺旋式滚筒配合工作面刮

6、板输送机铲煤板自动装煤，工作面刮板输送机、桥式转载机及胶带运输机运煤，液压支架支护顶板，全部垮落法处理采空区顶板，为综采工艺。工作面选用的主导设备基本配置为：MG400/930-GWD双滚筒采煤机、ZF700023/47型掩护式液压支架、SGZ-830/800刮板输送机。大倾角煤层对我们综机设备管理带来了新的要求，比如工作面设备的防倒、防滑，各类销轴、型销的安装方向，油脂油位管理，刮板机机头电缆的防串、防滑管理等方面肯定与较为平缓的工作面是有区别的。三、大倾角工作面综机设备存在问题及原因分析： 综采工作面综机设备由液压支架、采煤机、刮板输送机、转载机、破碎机、泵站和变电列车组成。其中，液压支架

7、、采煤机、刮板输送机是工作面综机设备中的主导设备。液压支架支护着顶板和煤壁、保证工作面有足够的安全作业空间和通风面积，采煤机、输送机均安装在辅设的液压支架的支护下方，工作面内作业人员的一切安全生产活动都是在液压支架的保护下完成的，因此说液压支架是综采工作面最为关键的设备；采煤机是中心，承担着落煤、装煤工作，可以说整个工作面的配套设备都是围绕着采煤机这个中心来工作的；刮板输送机是保证，它负责将采煤机落下的原煤运出工作面外。大倾角工作面对于三者的要求及影响很多，如果处理不好，就会导致生产的被动。（1）大倾角综采工作面液压支架的问题1、在大倾角工作面中，液压支架的支护作用更为突出，在起到支护、保护作

8、用的同时，还要起到自身和其它设备的锚固作用。大倾角工作面的液压支架由于受到自身重力及施加于顶梁上的侧推力等作用，支架在推移时会发生沿倾向下滑和倾倒问题，使支架失去支护作用，进而影响综采工作面的生产进行。因此，解决液压支架的防倒、防滑问题显得尤为重要。2、液压支架的推溜力动态下受面溜重力影响，而现场的支架推溜部件与输送机固定连接，这样，虽然推溜力方向不变，但支架推溜作用点动态下就会在推溜时产生下滑力，导致液压支架的推拉杆、推拉千斤顶、联接头等推溜部件倾向受力，三者在推溜时不成直线，会出现损坏液压支架其中推溜部件的问题，而在推拉杆、推拉千斤顶、联接头推溜部件中，倾向受力后，推拉千斤顶在推拉时会出现

9、缸体与推拉杆不同心，导致缸体与推拉杆地密封件经常损坏；双耳联接头单边受力，会经常折断。因此，液压支架的推拉千斤顶、联接头等会经常损坏。3下707工作面71架自生产2个月以来，共计更换推拉千斤顶50余颗。（2）采煤机的牵引力不足和防滑问题1、采煤机在向上割煤时，同时受到煤壁的阻力和重力分力的作用， MG400/930-GWD双滚筒采煤机最大牵引力为700KN，自重71T，倾角22°时，重力分力为25T，采煤机上行割煤时，直接增加牵引阻力25Tx9.8=245KN。因此，采煤机在上行割煤时将存在牵引力不足问题。图二：MG400/930-GWD采煤机牵引特性图2、采煤机在下行时如制动器制动

10、力矩不足速度难以控制，易造成飞车事故，采煤机在停止牵引时还会下滑引起事故。（3）运输机的防滑问题1、受重力分力的作用，刮板输送机在生产作业时，会发生下滑问题，造成输送机整体下滑下窜，进行影响安全生产的进行。2、工作面喝进输送机下槽体的煤由于受底链拉煤及自重作用会急剧向输送机机尾汇集，导致输送机机尾回煤罩受力严重。出现输送机机尾回煤罩的经常从机尾大壳上脱开，影响生产。3下707工作面最初使用的回煤罩基本上3天就会从机尾大壳上脱开一次，现场的固定螺栓松动或折断。3、因角度影响电机与减速箱轴向冲击力大，电机减速箱除受转动的扭矩力之外，还受到较大的轴向下滑力，导致电机与减速箱的连接对轮逐步紧密或电机转

11、子窜轴等问题，出现损坏梅花垫、减速箱一轴损坏或漏油、损坏电机轴承等问题。4、因工作面倾角较大采煤机牵引力加大，使煤机齿滚轮在输送机齿轨作用力就会加大，经常出现损坏齿轨或者齿轨固定座（元宝座）的问题，3下707工作面投产2个月以来，先后损坏齿轨11件、齿轨固定座（元宝座）18件。（4）倾向布置设备部件的下窜、下滑、下落问题1、上方布置的供电电缆的下窜问题 3下707工作面输送机机头布置在上方，机尾布置在下方，在生产时，在电缆槽的输送机机头的供电电缆、上方转载机的供电电缆受自重及煤机电缆的摩擦力，出现电缆日趋下滑现象，导致输送机机头及转载机电缆逐步下窜，出现电缆在电机接线室抽头、断相等问题。2、采

12、煤机电缆在折返处出槽下落问题 为了防止输送机下滑，工作面调成伪斜开采，使移输送机时支架推力产生向上分力，与输送机下滑量平衡而防止输送机下滑。因为工作面的伪斜布置加上工作面多处为仰采，煤机电缆夹在折返处高出电缆槽后受重力影响容易出现出槽下落的问题。3、沿倾向安装的各类连接销轴下滑问题输送机与液压支架的连接横销、输送机供煤机牵引的销轨挡销等销轴都为倾向布置，由于销轴自重作用，销轴的安装方向不对会直接导致自行掉落，严重时会影响工作面生产。（5）大倾角工作面设备的油质油位问题工作面的设备减速箱、泵箱等都布置在工作面上，一些飞溅润滑的部位油位不足、发热量大，直接影响设备运行。四、大倾角工作面综机设备的稳

13、定性控制措施（1）大倾角综采工作面液压支架的稳定性控制措施1、液压支架增设防滑防倒装置。5架一组的防倒、防滑方案。即：利用5架液压支架为一组，利用防倒、防滑千斤顶，使5架液压支架连成一组，组成防倒、防滑一个单元。每隔5架安装一组。通过安装在液压支架中梁上的防倒装置、安装在液压支架底座上的底推装置和安装在液压支架底座上的防滑装置。利用液压支架的液压系统上的操作阀、千斤顶来完成防倒、防滑操作。保证液压支架在移架过程中及时的调整液压支架状况，起到防倒、防滑的作用。2、本工作面使用的液压支架操作方式为本架操作，能够便于操作人员掌握支架状态并及时调整支架，由于是大倾角支护，为了避免人员误动作支架造成事故

14、，安装了操作机构安全闭锁装置，能够有效防止人员误动作。闭锁装置用2不锈钢钢板做成，该闭锁装置由固定板，上限位板和下限位板组成，闭锁装置固定在操作阀组的操作手把的上方，将操作手把固定上、下限位板内，这样无意碰撞到操作阀组外露的操作手把，由于操作手把限位板的阻挡，不会引起造成液压支架误动作，有效遏制了支架操作阀组中的操作手把误动作现象，避免出现冒顶、漏顶的发生，减少人员投入，材料的投入，提高了生产效率。图三：支架操作机构安全闭锁装置 3、为了确保人员在架箱或架前行走安全，在设备下井前，提前采取防滑措施，在脚踏板上焊接30×30mm的角钢进行防滑，在架脚及推拉杆局部焊接18mm螺纹钢防滑。

15、图四：脚踏板防滑装置4、工作面倾角大容易出现飞矸滚煤现象，支架操作工在架箱操作很不安全，所以，我们在支架前立柱之间使用菱形网进行防护即可解决该问题，且便于人员在架前通行时扶持，也便于工作面过地质构造爆破作业时对支架操作系统有效防护。因此我们设置在立柱之间设置了柔性防矸网。图五：柔性防矸网5、由于倾角较大,支架架箱内行人、作业较为困难,我们在支架顶梁上安装了行人拉手,类似公交车的拉手,避免人员摔倒。图六：支架架箱的行人拉手6、由于工作面的倾角较大，当煤机停止割煤时，下方人员在架前、溜槽内检修或其它作业时，必然有上方滚矸落煤伤人隐患。我们在支架立柱上固定了闸刀式捕矸网，此捕矸网固定杆、捕矸网及起吊

16、油绳组成。固定杆用80方管套配60方管组成，两方管能抽拉伸缩，保证能在采高不同时使用，固定杆整体固定在支架的前立柱上，能在立柱上摆动。捕矸网用6.3mm的油绳编织成，下边有钢绞线落如溜槽内。起吊油绳为整个捕矸网的起吊机构，它是9.2mm的油绳做成，它将捕矸网沿支架顶梁顺延至架箱内，人员操作时轻轻缠绕起吊油绳捕矸网就会升起，否则就会下落至溜槽内。图七：闸刀式捕矸网图八：闸刀式捕矸网在支架顶梁上的导绳情况 . 7、使用好液压支架的护帮板及调架装置。支架的护帮板千斤顶及调架千斤顶能够有效的防止支架咬架、歪架等问题，我们日常必需加强支架的护帮板及调架千斤顶的维修，保证使用正常。 8、加强支架架向管理，

17、保证支架推拉杆垂直输送机，并及时更换损坏的推拉千斤顶。推拉千斤顶由于推溜时受倾向重力影响，活塞杆与缸体不在一条直线，导致经常出现千斤顶内部密封损坏出现内窜问题或千斤顶外缸体固定销单边折断问题，所以我们必须及时更换损坏的千斤顶。 （2）大倾角综采工作面采煤机的稳定性控制措施1、采用单向割煤，即采煤机下行时割煤只移架不推溜； 采煤机上行时走空刀，只推溜不移架。这样采煤机负荷减小，便于掌握平衡，同时也减少了由于采煤机受力不平衡而导致掉道。2、采煤机必须配备液压制动器。 当出现特殊情况时，采煤机司机及时停机，启动抱闸装置，防止采煤机下滑。工作面采用MG400/930-GWD 型无链牵引采煤机，有可靠的

18、制动器。3、滚筒应切入煤壁或上下滚筒全部落地后再停机，位于机尾的滚筒必须切入煤墙，以增加阻力，并尽可能将采煤机停靠在坡度相对较缓地段。4、采煤机采用回馈制动的四象限变频器，能在较大范围调节制动力矩，改善了制动性能，使运行过程平稳，增加了系统的稳定性，保证采煤机能按给定速度运行。5、大倾角采煤前及时调整 PLC 程序，使采煤机启动运行割煤时先牵引后松闸，以防止采煤机启动下滑。6、在采煤机上要设置并安装能停止工作面输送机的闭锁装置。采煤机的防滑装置和停机按钮必须确保灵敏可靠7、采煤机在停机时，在输送机的齿轨上安装防滑销，能在制动抱闸失效的情况下确保安全。图九：采煤机辅助防滑销的应用（3）大倾角综采

19、工作面输送机的稳定性控制措施 1、输送机每隔10 架安装 1 个千斤顶做防滑之用， 该千斤顶用圆环链连接，一端固定在输送机与本架的联接头上，另一端固定在上方支架的底座上，用单向液压锁控制，使其始终处于“拉”的工作状态。图十：输送机防滑示意图2、工作面伪斜布置，控制输送机下滑。根据工作面煤层倾角大小，将工作面机巷调整成适当超前风巷回采，一方面可以减少工作面坡度，另外在推移输送机时可以给输送机一个向上的作用力，使得输送机下滑量与推移输送机产生的上窜量抵消一部分，达到防止输送机上窜与下滑的目的。3、采取由下向上推移输送机。即从机尾至机头依次顺序推刮板输送机，不能任意分段或相向推刮板输送机。4、针对机尾回煤罩容易脱开的问题，首先减少输送机底链喝循环炭数量，接着我们加固改造回煤罩的固定方式，由垂直紧固改至倾向、垂直同时紧固的方式，即在回煤罩的底部固定位置上，焊接固定耳座加固M36的螺栓，保证了回煤罩的正常作用。图十一：输送机机尾回煤罩的加固改造 5、加强对输送机电机减速箱的检修，重点对电机、减速箱温度、下方梅花垫等细致排查，发现问题及时处理。 6、加强对输送机齿轨、齿轨固定座（元宝座）的检修，排查齿轨有无裂缝、齿轨的老化程度、元宝座的完好程度。对于损坏的元宝座，我们设计了一种螺纹型及挡销型齿轨固定销，能够对破损的元宝座进行补