淺談綜采工作面液壓支架下滑倒架的原因及預(yù)防

王士安

（貴州礦業(yè)有限公司，山東 肥城 271600）

淺談綜采工作面液壓支架下滑倒架的原因及預(yù)防

王士安

（貴州礦業(yè)有限公司，山東 肥城 271600）

對(duì)液壓支架下滑倒架的原因進(jìn)行了分析，提出了預(yù)防措施和處理方法。

綜采工作面；液壓支架下滑、倒架；原因預(yù)防措施處理方法

0 引言

煤礦井下采煤的主要場(chǎng)所是采煤工作面，液壓支架是采煤工作面的主要支護(hù)設(shè)備，它沿著整個(gè)采煤工作依次排列，刮板輸送機(jī)鋪設(shè)在液壓支架之下，采煤機(jī)在輸送機(jī)上來回移動(dòng)，旋轉(zhuǎn)的滾筒把采煤面上的煤不斷地切割下來，煤炭通過刮板輸送機(jī)、轉(zhuǎn)載機(jī)和皮帶輸送機(jī)運(yùn)出采煤面。

液壓支架作為煤礦綜采工作面的重要支護(hù)設(shè)備，具有推移輸送機(jī)、支撐頂板、防止煤壁垮落、超前支護(hù)、自身前移、防止相鄰支架之間矸石冒落，以及防止支架下滑等功能。液壓支架在采煤工作面生產(chǎn)過程中，容易出現(xiàn)自動(dòng)下滑、倒架、降架、死架、等各種故障現(xiàn)象。作為支護(hù)設(shè)備液壓支架一旦發(fā)生下滑、倒架，就有可能形成大面積的倒架事故，處理起來非常困難，非常不利于煤礦的安全生產(chǎn)工作。液壓支架能否正常工作，關(guān)系著整個(gè)采煤工作面能否連續(xù)正常生產(chǎn)。

在煤礦安全生產(chǎn)中，引起液壓支架下滑、倒架的因素很多，歸納起來，主要有以下幾個(gè)方面：

1 液壓支架下滑倒架的原因分析

（1）綜采工作面煤層傾角大于15°時(shí)，支架自身穩(wěn)定性大大降低，工作面液壓支架重心偏離底座中心，產(chǎn)生下滑的傾向力，使支架失去穩(wěn)定性，導(dǎo)致液壓支架下滑傾倒。對(duì)采煤面上下兩頭的支架要采取防倒措施，防止下頭支架傾倒而帶動(dòng)其它支架連續(xù)傾倒。

（2）當(dāng)煤層傾角大于12°時(shí)，工作面刮板輸送機(jī)控制不當(dāng)，刮板輸送機(jī)在自重力的作用下下滑，扭動(dòng)支架，支架前橋及頂梁向下傾斜，尾梁上甩，導(dǎo)致液壓支架下滑傾倒。

（3）綜采工作面機(jī)頭、機(jī)尾支架超高，當(dāng)支架的最大支撐高度小于頂板高度時(shí)，在傾角增大的煤層中，支架重力的作用線超出支架底座寬度邊緣，再加上支架重心上移，穩(wěn)定性變差，導(dǎo)致支架傾倒。

（4）由于采煤司機(jī)在割煤操作工程中，割煤方法不當(dāng)，滾筒的切割高度超過了液壓支架的支撐高度，出現(xiàn)支架上部空虛，當(dāng)工作面老頂來壓時(shí)就出現(xiàn)倒架現(xiàn)象。

（5）采煤機(jī)在割煤過程中，遇到較軟巖性底板、或者采煤面下部有巷道時(shí)，支架底座不能平整地站立在底板上，支架晃動(dòng)，支架在上部巖層壓力的作用下，支架底座沒有了穩(wěn)定性，從而使整個(gè)支架傾倒。

（6）當(dāng)采煤面出現(xiàn)向斜或背斜構(gòu)造，溜頭和溜尾的高差過大，或者在采煤面中出現(xiàn)兩頭高，中間低的現(xiàn)象，大傾角工作面的液壓支架，在移架、降架、升架工程中，支架失去重心，倒向采面下頭一方。鍋底形構(gòu)造，兩邊的支架會(huì)倒向中間。

（7）采煤工作面出現(xiàn)矸包、老空區(qū)、頂板破碎時(shí)、過構(gòu)造帶，支架上方接頂不實(shí)，造成支架受力不均勻，使支架歪倒。

（8）采煤面生產(chǎn)過程中，溜頭、溜尾出現(xiàn)超前或滯后，采煤面沒有做到三直一平，在推移溜子的過程中，方法不當(dāng)，使局部的液壓支架下滑傾倒。

（9）工作面回采過程中，由于管理人員素質(zhì)低，疏于對(duì)采面直線性的管理，造成采面上下兩頭超前，中間滯后，溜子彎曲，液壓支架失去穩(wěn)定性而倒架。

（10）綜采工作面?zhèn)涡闭{(diào)整不當(dāng)，當(dāng)工作面煤層傾角較大時(shí)，工作面溜子從機(jī)尾開始下滑，下滑超過半米左右時(shí)，溜尾處的支架就有可能出現(xiàn)倒架。

（11）調(diào)整工作面的偽傾斜時(shí)，工作面帶斜茬的部分，支架來回支撐頂板，破壞頂板的完整性，造成頂板破碎，溜子和支架來回活動(dòng)、出現(xiàn)支架“肩并肩”的傾斜現(xiàn)象。

（12）液壓支架受冒落矸石的沖擊作用，支架在采面上產(chǎn)生位移，使支架傾斜，甚至歪倒。

（13）在移架過程中經(jīng)常發(fā)生倒架事故，因此必須經(jīng)常觀察支架的支撐狀態(tài)；調(diào)整支架時(shí)注意支架的方向和角度，防止支架沿重力線偏移，而造成支架傾斜歪倒。

2 防止液壓支架下滑、傾倒的措施和方法

通過對(duì)液壓支架下滑、傾倒的原因分析，對(duì)于傾斜煤層的綜采工作面影響支架倒架的主要因素是：工作面?zhèn)蝺A斜、刮板輸送機(jī)的直線性、復(fù)雜地質(zhì)條件等，超高和操作是影響支架倒架的次要因素，除了對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件采取技術(shù)措施，要求工人正規(guī)操作，保持采煤工作面的“三直一平”，還應(yīng)采取以下措施：

（1）認(rèn)真研究地質(zhì)因素，當(dāng)采面傾角較大或者遇到工作面溜頭、溜尾高差較大時(shí)，要盡量采取措施，減小坡度，工作面采取偽斜開采。對(duì)機(jī)頭第一架支架進(jìn)行二次注液，加強(qiáng)初撐力，在支架下端頭加斜撐防倒措施，使之支撐穩(wěn)定，給工作面中間支架提供穩(wěn)定的支點(diǎn)。

（2）及時(shí)調(diào)整支撐狀態(tài)不符合要求的液壓支架，推移液壓支架時(shí)，要始終從溜頭第一架支架開始，從下向上順序移架，在移架過程中要注意調(diào)整支架的角度，并及時(shí)升架。

（3）對(duì)工作面溜頭、溜尾的支架，要加強(qiáng)維護(hù)和保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)液壓管路、操作閥漏液及時(shí)更換，防止因液壓管路損壞導(dǎo)致支架初撐力不足，落架、倒架。

（4）嚴(yán)格按照煤礦安全技術(shù)操作規(guī)程作業(yè)，確保采煤工作面煤壁直、溜子直、支架直、頂板平，保持支架有效承載。因工作面采高超高造成的倒架，需采用降低采高的方法進(jìn)行調(diào)整，嚴(yán)格控制采面高度，嚴(yán)禁支架超高使用。當(dāng)采面冒頂時(shí)，要填實(shí)支架上方的空間，然后升緊支架。

（5）當(dāng)煤層較軟時(shí)，可在液壓支架下方墊一層板梁，使支架牢固平穩(wěn)。工作面過老巷時(shí)，要提前采取措施，將下部老巷充填料石或用工字鋼支護(hù)。

（6）采煤面頂板出現(xiàn)裂隙或破碎時(shí)，可在液壓支架上方墊上板梁、條笆或工字鋼，板梁要平行于工作面使用，同時(shí)搭接在三個(gè)支架上，使支架形成一體，增加支架的穩(wěn)定性。

（7）采煤機(jī)司機(jī)與支架工操作工要互相配合，掌握好采煤機(jī)的操作要領(lǐng)，控制好采高；頂板破碎時(shí)支架操作工及時(shí)跟機(jī)移架，防止頂板冒落。液壓支架移架后，要及時(shí)調(diào)正升緊，防止支架下滑。

（8）采煤面正規(guī)循環(huán)作業(yè)，確保工作面“三直一平”，發(fā)現(xiàn)采面彎曲不直，及時(shí)“帶斜刀”，將采面找直。

（9）采煤機(jī)司機(jī)要保證機(jī)組切割頂?shù)装宓钠秸?，支架工要保持支架和刮板機(jī)成一條直線。

（10）技術(shù)人員要經(jīng)常深入到采煤工作面，掌握采面傾斜角度和工程質(zhì)量，控制好溜子的上竄下滑，防止溜子下滑帶倒液壓支架。

（11）跟班班長要密切關(guān)注運(yùn)輸機(jī)的上竄下滑，發(fā)現(xiàn)下滑，要及時(shí)采用“帶斜刀”的方法進(jìn)行調(diào)整，切不可粗心大意。支架工在推移支架過程中要及時(shí)調(diào)整支架角度，使支架垂直刮板機(jī)。

（12）在特殊情況下，采取交錯(cuò)移架，防止拉移支架產(chǎn)生的下滑，并使支架保持合適的迎山角。

（13）支架側(cè)護(hù)板具有防漏矸及調(diào)架作用，拉移支架后可利用本身的活動(dòng)側(cè)護(hù)板進(jìn)行調(diào)架，使支架不容易傾斜；或者收回本架活動(dòng)側(cè)護(hù)板，用下臨架的活動(dòng)側(cè)護(hù)板伸出，進(jìn)行調(diào)整支架。

3 倒架事故的處理

當(dāng)出現(xiàn)倒架事故時(shí)，操作者要學(xué)會(huì)鎮(zhèn)靜，根據(jù)倒架的程度、部位、現(xiàn)場(chǎng)條件，選擇合適的處理方法，切忌忙中出錯(cuò)，以免對(duì)人身造成傷害。

（1）用單體支柱扶架。當(dāng)支架稍有傾斜時(shí)，可以用單體支柱在傾斜支架的下方支設(shè)一根斜撐柱子，并在單體支柱手把上系一根鋼絲繩，以防落架時(shí)柱子彈出。落架時(shí)，液壓支架在斜撐柱子的作用下自動(dòng)將支架擺正。

1）工器具準(zhǔn)備。單體支柱若干根，注液槍、卸壓板手，8#鐵絲，鐵鍬，φ10mm高壓槍管等。

2）處理前的準(zhǔn)備工作。假設(shè)是10#-15#支架倒架，處理前要觀察10#-15#支架以及上下支架（即8#-9#，16#—20#）的頂板完好狀況。要將上下相鄰支架進(jìn)行二次注液，加強(qiáng)支架初撐力，避免造成新的倒架。

3）處理方法。拉10#架前，在9#支架頂梁下支設(shè)一根斜撐支柱。柱跟打在9#支架的底座上，柱頭打在10#支架的頂梁上并系好安全繩，防止支柱傾倒傷人。支柱支設(shè)好后開始拉移10#支架，拉移支架時(shí)，支架前和支架上下兩架內(nèi)側(cè)嚴(yán)禁人員逗留和作業(yè)穿行。拉移過程中用側(cè)調(diào)千斤將底座向下頂，用本架側(cè)護(hù)板將支架頂梁向上靠。移到位后立即將支架升緊，給足初撐力。假如空頂嚴(yán)重，需用枕木、板梁剎實(shí)頂板，然后升緊支架。依此方法，逐一將傾倒支架拉移復(fù)位。

這種處理方法使用簡(jiǎn)單、快捷，所用材料也容易備齊，但它適應(yīng)于倒架程度不嚴(yán)重的情況，操作時(shí)應(yīng)注意斜撐支柱的柱跟、柱頭要墊木板，并用8#鐵絲捆綁牢固，以防打滑傷人。

（2）用千斤頂扶架。如果支架傾倒嚴(yán)重，可用兩個(gè)或多個(gè)千斤頂扶架。在支架上方用千斤頂拉支架的上部，在支架下方用千斤頂拉底座，也可以在一邊采用斜拉的方法扶正支架。操作前要用鐵絲將千斤頂?shù)囊活^捆綁牢固，另一頭墊上木板，然后慢慢用力給千斤頂緩緩送壓，防止用力過猛，千斤頂打滑造成傷害。

（3）使用絞車?yán)Ъ?。?dāng)支架歪倒數(shù)量較多時(shí)，可用工作面回風(fēng)巷里的絞車牽拉液壓支架，進(jìn)行一一扶正。使用絞車牽拉支架前，首先將支架底座的一端用單體支柱或方木固定，防止?fàn)坷Ъ苌隙藭r(shí)支架底座下滑，起不到牽拉的作用；然后用絞車?yán)K頭掛住支架上端進(jìn)行慢慢牽拉；絞車司機(jī)在牽拉支架時(shí)要提前預(yù)計(jì)牽拉絞車?yán)K的長度，以免將支架拉過。牽拉支架時(shí)，人員必須站在支架一旁的安全地點(diǎn)，嚴(yán)禁站在拉架絞車?yán)K的兩側(cè)，以防鋼絲繩斷繩傷人。

（4）當(dāng)煤層傾角較大時(shí)，支架一般要增設(shè)防滑防倒裝置。如果支架有傾倒跡象，要及時(shí)使用防倒裝置進(jìn)行提前扶正，避免支架傾倒。

［1］舒斯?jié)崳瑓橇x順.礦山機(jī)械［M］.中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.

［2］徐永圻.煤礦開采學(xué)［M］.中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2009.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.213

王士安（1974-），男，采礦助理工程師，注冊(cè)安全工程師，主要從事煤礦生產(chǎn)技術(shù)管理工作。