大倾角综采工作面设备下滑控制研究和实践.pdfVIP

210 煤炭安全技术的创新与发展 大倾角综采工作面设备下滑控制研究与实践 霍志朝 (开滦(集团)荆各庄矿业公司，河北唐山063026) 摘要近年来综合机械化采煤以其突出的高产、高效和安全的优越性在煤矿生产 中得以广泛推广和应用。随采煤技术的不断发展，各矿井也在不断尝试应用综采支 架开采大倾角煤层。本文从综采支架受力分析、工作面运输机和支架相互作用力分 析及综采支架结构特征的角度，对大倾角综采工作面运输机、支架下滑机理进行研 究，并对大倾角综采工作面技术管理实践做了进一步的探索。 关键词 大倾角综采工作面；防滑控制；研究与实践 ● 一般情况下，倾角大于18。的工作面称之为大倾角工作面。由于受工作面底板与支架间 摩擦系数的影响、工作面浮煤的影响、工作面淋水的影响，当工作面倾角达到15。时，控制工 作面支架及输送机下滑已经成为技术管理的主要问题，当工作面倾角达到18。～20。时，控制 工作面支架和运输机下滑已经相当困难，必须有针对性的防滑技术措施。 l大倾角综采工作面支架及运输机下滑机理 1．1 大倾角工作面综采支架受力分析 1．1．1 支架支撑状态受力分析 ．， 支架在支撑状态受自身重力G、顶板压力Ⅳ。、底板 支撑力Ⅳ。和与顶底板间的摩擦力F。、F：的作用。见 图1。对支架进行受力分析，如下： 2Ⅳ2 jG’cos口+Ⅳl f1、 … lG·sina=Nl·^+N2·fz 式中：G为支架的白重；Ⅳ。为顶板对支架的压力； N：为底板对支架的支撑力；口为工作面倾角；厂。为煤层 顶板与支架间的静摩擦系数；^为煤层底板与支架间 的静摩擦系数。 图l 一般情况可以近似认为^、，2相等。则支架下滑的 条件为： tan口厂·等％ 在正常情况下支架的工作阻力相当于支架的自重的20～40倍，(Ⅳ。+Ⅳ：)是(Ⅳ：一Ⅳ。) 大倾角综采工作面设备下滑控制研究与实践 211 的3。～5。倍，支架对岩石的滑动摩擦系数一般为。．3一--0．4,有，·菇l}等大于1。，即有 tana10，即工作面煤层倾角口80。。综采工作面煤层倾角一般不超过45。，所以在支架支撑 状态不必考虑向下滑动。 1．1．2支架在移架过程中的受力分析 一： 支架在移架过程中，受自身的重力G、底板的支 撑作用力N、支架与底板问的摩擦力F、移溜千斤顶 的拉力F拉和支架侧向千斤顶的侧推力F’作用。见 图2。对支架进行受力分析： 』G‘sin口=F+F， (夕) … IG·cos口=N 式中：G为支架自重；口为煤层倾角；N为煤层底板对 支架的支撑力；F为煤层底板与支架间的摩擦力；F7 图2 为支架侧调千斤顶的推力。 支架下滑的条件为G*sina(F+∥)。由方程组(2)有， 。 tg口警 (3) 0．6～O．8倍，故tana1，所以在工作面倾角小于45。的情况下，支架也不会发生向下滑动。 1．2支架与工作面输送机相互作用分析 液压支架通过推移装置与工作面输送机相互作用，是实现工作面正常循环的重要装置。 推移装置由推移杆、推移千斤顶和连接头等主要零部件组成，其中推移杆是决定推移装置形 式和性能的关键部件，也是影响支架性能的关键部件。推移杆的常用形式有正拉式短推移杆