爬底板采煤机防滑技术研究

爬底板采煤机防滑技术研究

郭海军

四川川煤华荣能源有限责任公司小河嘴煤矿  邮编：635000

摘要：小河嘴煤矿使用的MG110/130-TPD有链电牵引爬底式采煤机，解决了极薄煤层开采的难题，但在大倾角开采条件下，牵引链存在断链下滑的危险。为解决该问题，小河嘴煤矿使用了JQB-14P安全同步绞车，本绞车使用时无论是上行或下行割煤时，实现了与采煤机同步运行。在这种状态下绞车钢丝绳始终处于受力状态，避免了割煤时绞车运行与采煤机不同步而留有余绳的现象发生。

关键词：采煤机；安全；同步；绞车

1绪论

小河嘴煤矿使用的MG110/130-TPD有链电牵引爬底式采煤机，解决了极薄煤层开采的难题，但在大倾角开采条件下，牵引链存在断链下滑的危险。以前对工作面采煤机防滑均采用JSDB10绞车作为防滑装置，使用此绞车作为辅助防滑装置存在一定弊端，如绞车收放绳的速度与采煤机行进速度不同步，从而钢丝绳会留有余绳的安全隐患，在上行割煤时钢丝绳回收不能与采煤机行进同步，一旦发生断链，采煤机瞬间失去稳固力下滑，发生钢丝绳扽绳，致钢丝绳断裂或将导向滑轮稳固破坏，最终发生采煤机下滑，拉垮支柱、挤伤作业人员事故。因此采煤机防滑装置是在目前采煤作业工艺中不可缺失的部分。为解决牵引钢丝绳与绞车同步的问题，提出了使用安全同步绞车作为采煤机防滑装置的方案。

2项目研究的主要内容和关键技术

2.1 研究涉及的主要内容

主要为解决目前使用JSBD-10回柱绞车作为采煤机防滑装置与采煤机作业时不同步的局限性，在此基础上提出了安全同步绞车的应用。经过长时间实践和运用相关理论验证了这种方式的可行性。

1.通过升级改造后的防滑装置符合煤矿安全生产的规定。

2.同时达到采煤机防滑辅助稳固措施与采煤机同步运行的要求。

3.提高了采煤机辅助防滑装置的可靠性。

2.2 项目方案选择

根据矿实际情况决定采用JQB-14P安全同步绞车作为采煤机的安全同步绞车，这种行程开关有如下优点：

1.通过采用采煤机与同步绞车联动方式操作简单。

2.本制动器为电力液压块式制动器制动可靠。

3.绞车配套独立的变频器来控制辅助牵引速度，使得运行速度可按要求调控达到与采煤机行进速度一致达到同步运行效果提高了安全系数。

2.3研究涉及的关键技术

JQB-14P安全同步绞车是一款用以井下采煤机等设备在大倾角工作面作业时的辅助牵引设备，本绞车配套独立的变频器来控制辅助牵引速度，电机功率为18.5kw，可提供额定拉力14t，同时配置大功率制动器，确保了井下设备在大倾角工作面作业时的安全。

目前升级改造的关键在于以下几点：

1.在采煤机采煤时其行走速度必须与绞车运行速度相一致。

2.绞车运行时必须确保钢丝绳不存在余绳的现象发生。

3.在采煤机采煤时，绞车钢丝受力不的大于钢丝绳允许拉力，因此要找到安全同步绞车在采煤机上行或下行采煤时输出适合力矩。

3 项目实施地点基本情况

3.1工作面基本情况

20112（21）工作面开采走向长度为641.5-702.6m，平均走向长度为672.1m；倾斜平均为117m；煤层倾角为13-50°，平均33°,工作面下段煤层倾角较大。

3.2工作面采煤工艺

3.2.1 采煤方法

1.采煤方法：本工作面采用单一走向长壁后退式普通机械化采煤法。

2.采高及循环进度的确定：该面煤层平均煤厚0.72m。根据煤层情况、割煤机参数，并结合实际，确定本工作面采高为0.85m，确定循环进度为0.8m。

3.2.2 采煤工艺

1.工作面采用MG110/130-TPD型交流电牵引单滚筒采煤机落煤。进刀方式为上、下缺口推入式进刀，上下行割煤，往返进二刀，截深0.8m。

2.缺口采用爆破落煤方式施工。上缺口倾斜长度为6.0m，超前煤壁为1.6m，缺口高度为800mm；下出口为无缺口进刀，不施工下超前缺口。

4 同步绞车工作原理及运行方式

4.1同步绞车工作原理

安全同步绞车通过变频调速实现牵引钢丝绳与采煤机同步运行，避免在割煤时因绞车牵引钢丝绳与采煤机不同步而发生留有余绳的安全隐患。在采煤机上行割煤发生断链下滑时，因安全同步绞车牵引钢丝绳与采煤机同步运行不存在余绳，且始终保持着对采煤机向上的牵引力，因此不会发生钢丝绳扽绳，立即停止绞车运行时可由绞车自带制动器控制绞车制动，从而能有效的防止采煤机下滑。

4.2运行方式

绞车采用变频器供电一托一、四象限遥控控制，牵引速度从零开始最大到5.14米/分平滑调速。牵引接触器上电后延时10秒按下左牵引启动，延时2秒制动器闸打开。继续按下左牵引键加速，按右牵引键减速，在速度较低时，按牵引停键，牵引电机停止，制动器同时闭合。绞车运行方式绞车采用手动和自动两种运行方：

1.手动控制时直接在变频器外箱通过按钮控制绞车运行状态。

2.自动控制采用绞车与采煤机联动的方式运行，即在运行过程中根据采煤机牵引状态的变化控制绞车运行的状态。使用采煤机遥控发射器控制绞车的上行、下行及牵停，其上行、下行及牵停状态的控制对应着采煤机的左牵、右牵及牵停。并且通过采煤机发射器左牵、右牵控制绞车加速、减速。

5 具体实施效果

小河嘴煤矿现已在20112（21）工作面使用了JQB-14P安全同步绞车，达到了预期使用效果。

在初步投入使用时由于设计缺陷，在使用自动运行方式时绞车制动器无法打开，将绞车手动控制制动器方式通过继电器并入到绞车自动控制方式中，实现了对绞车制动器自动控制。

在使用时，对绞车变频器输出的力矩掌握不到位，在上行割煤时由于输出力矩设置过小，绞车负荷较大使得绞车钢丝绳收绳速度不能与采煤机同步；在下行割煤时由于变频器输出力矩过大使得绞车放绳速度超前于采煤机行走速度，使得钢丝绳会出线留有余绳现象；因此通过不断试验尝试最终确定将上行方向力矩设为14%，下行力矩设为3%，达到了预期效果。

6 结语

小河嘴煤矿在投入使用JQB-14P安全同步绞车后，通过不断优化改进解决了现有割煤机防滑绞车收、放钢丝绳与采煤机行走不同步而留有余绳的安全隐患，且提高了采煤机防滑装置的安全系数。

作者简介：郭海军，1986年10月，男，汉族，四川达州。2019年毕业于宜宾学院，2015年毕业于重庆大学网络教育学院，采矿工程专业，本科学历，现采矿工程师；现在四川川煤华荣能源有限责任公司小河嘴煤矿工作，从事采掘生产及技术管理工作。