綜采工作面支架倒架的危害及處理方法的研究

關(guān)鍵詞：支架倒架 倒架危害 倒架處理方法

1國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀

支架倒架是國(guó)內(nèi)外綜采工作面經(jīng)常出現(xiàn)的一種問(wèn)題，具有普遍性的特征，具體表現(xiàn)在，常常會(huì)因?yàn)榭陀^的及人為的因素造成液壓支架的傾倒，致使頂板管理失控，引發(fā)漏冒頂，工作面減產(chǎn)，甚至停產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)危及人身安全甚至釀成死亡事故，

2支架倒架的危害

2.1出現(xiàn)工程質(zhì)量問(wèn)題影響生產(chǎn)

支架倒架倒架與工程質(zhì)量是息息相關(guān)的，工程質(zhì)量差可以導(dǎo)致支架倒架，支架倒架也可以影響工程質(zhì)量，引發(fā)工程質(zhì)量事故。采高過(guò)大，生產(chǎn)期間為了最大化提高回采率，超采高采煤，引發(fā)漏頂，初撐力達(dá)不到導(dǎo)致倒架支架上方，空翻頂問(wèn)腸煤層中夾殲的存在降低了煤體的整體抗壓強(qiáng)度由于頂煤松軟后經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，受支承壓力前移影響頂梁及前梁上部煤體壓酥碎裂產(chǎn)生架上架前冒空為將支架落在實(shí)底上支護(hù)好頂板支架逐步升高更易出現(xiàn)倒架頂梁前高后低的高射炮現(xiàn)象使支架防片幫板失去對(duì)煤壁的護(hù)幫作用遇到周期來(lái)壓引起煤壁大量片幫跨落出現(xiàn)漏頂導(dǎo)致支架前支撐效果差引發(fā)倒架。

支架的正確操作是綜采工作面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的重要保證，但操作不當(dāng)是否會(huì)引起工作面支架的倒架呢？顯然不能一概而論。當(dāng)工作面傾角小于15°時(shí)，支架自身穩(wěn)定性好，操作不當(dāng)可能會(huì)引起個(gè)別支架倒架，是局部性的，并且很快會(huì)得到糾正。當(dāng)工作面傾角大于15°時(shí)，支架自身穩(wěn)定性大大降低，操作不當(dāng)就可能會(huì)引起嚴(yán)重的倒架事故。特別是第一組支架要采取防倒措施，否則第一架一倒，再加上操作不當(dāng)，后面的支架跟著倒，發(fā)生連鎖反應(yīng)，就可能演變?yōu)閲?yán)重的倒架事故了。

2.2支護(hù)效果差引發(fā)安全隱患

支架倒架容易導(dǎo)致支架支護(hù)效果差，支護(hù)效果差就容易漏矸，嚴(yán)重的情況下可導(dǎo)致冒頂，也可引發(fā)人員傷亡。

2.3漏矸影響煤質(zhì)影響經(jīng)濟(jì)效益

支架倒架引發(fā)的漏矸嚴(yán)重影響煤質(zhì)，具2017五月份數(shù)據(jù)每噸煤提升100大卡熱量可提高10元的效益。

2.4損壞設(shè)備

綜采過(guò)程中倒架現(xiàn)象的發(fā)生會(huì)導(dǎo)致局部頂板失去或降低其應(yīng)有的支撐力，進(jìn)而出現(xiàn)頂板下沉、破碎等不良現(xiàn)象。另外，煤壁片幫等現(xiàn)象，會(huì)使破碎矸石從架間落下時(shí)造成人員傷亡。液壓支架的頂梁與頂板正常情況下的面接觸會(huì)變成倒架而變成線接觸，致使液壓支架處于非正常受力狀態(tài)，液壓支架的頂梁與前梁和掩護(hù)梁，掩護(hù)梁和四聯(lián)桿及與底座的聯(lián)結(jié)銷軸在受力不均時(shí)會(huì)上下竄動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致受損，液壓支架的側(cè)護(hù)板也會(huì)因?yàn)橐簤褐Ъ茼斄坏囊Э卸軗p。落下的碎矸、碎煤可能會(huì)擠壞控制管路。而大塊矸石，則可能導(dǎo)致采煤機(jī)發(fā)生卡鏈、斷鏈，使刮板輸送機(jī)的磨損加劇。冒落的大塊矸石也會(huì)損傷支架立柱及千斤頂?shù)腻冦t層，進(jìn)而使支架壽命縮短。

3支架倒架處理方法

做好地形提前預(yù)判。依據(jù)以往地質(zhì)勘測(cè)結(jié)果，結(jié)合超前探測(cè)，對(duì)回采面前部地質(zhì)構(gòu)造加以預(yù)判，一旦遭遇斷層而出現(xiàn)機(jī)頭、機(jī)尾高差偏大的現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)資料的收集和觀察，數(shù)據(jù)整理分析支架工作阻力理論計(jì)算值與實(shí)測(cè)值相差不大，工作阻力能滿足基本頂來(lái)壓時(shí)對(duì)頂板管理的要求，同時(shí)就目前為止該支架能適應(yīng)工作面傾角、高差的變化。查找倒架的原因，從調(diào)整采煤的循環(huán)入手，期間以強(qiáng)扶的方法作輔助，最終達(dá)到支架立正的目的。

3.1充分研究地質(zhì)因素，

由于地質(zhì)條件的限制，工作面沿傾斜方向布置，沿煤層走向方向推進(jìn)即傾斜長(zhǎng)壁開(kāi)采，造成工作面上、下端頭落差加大，沿工作面排列的液壓支架傾斜角度自然加大，液壓支架自然傾斜，非人為造成，盡量減小工作面的傾斜角度，使工作面?zhèn)蝺A斜開(kāi)采，防止運(yùn)輸機(jī)竄動(dòng)，保證偽傾斜開(kāi)采掌握到合適的程度。

3.2考慮設(shè)備因素

綜采工作面設(shè)備的連接結(jié)構(gòu)。我們都知道，支架的推移千斤頂絞接于支架的底座上，推移千斤頂又與推移導(dǎo)桿相絞接，推移導(dǎo)桿通過(guò)萬(wàn)向接頭與工作面輸送機(jī)相絞接。推移導(dǎo)桿沿工面傾斜方向有300-600毫米的擺動(dòng)間隙，支架架間正常時(shí)的最大間隙為120毫米，工作面輸送機(jī)中部槽之間，設(shè)計(jì)時(shí)考慮到推移時(shí)的彎曲度，其最大間隙可在0-30毫米內(nèi)變化。隨著工作面的向前推進(jìn)，工作面?zhèn)涡钡淖兓?，必然?dǎo)致工作面輸送機(jī)中部槽及支架架間間隙的變化。如果工作面?zhèn)涡边m當(dāng)，輸送機(jī)平直，推移導(dǎo)桿走正，支架架間間隙正常，就不會(huì)發(fā)生倒架現(xiàn)象。

綜采工作面的刮板輸送機(jī)及液壓支架在前移過(guò)程中，由于自身重力的原因，勢(shì)必產(chǎn)生向下方的蠕動(dòng)，而且貫穿生產(chǎn)過(guò)程的始終，蠕動(dòng)到一定程度后即發(fā)生竄動(dòng)，運(yùn)輸機(jī)竄量過(guò)大就會(huì)別倒支架，因此，控

制設(shè)備因素是控制倒架的又一方面。綜采工作面設(shè)備的選型配套與地質(zhì)條件的復(fù)雜多變之間的矛盾導(dǎo)致液壓支架選型既不能過(guò)輕也不能過(guò)重，過(guò)重造成財(cái)力浪費(fèi)，投入加大，成本增高；過(guò)輕造成有效支撐高度降低，煤炭資源嚴(yán)重丟失，所以支架選型應(yīng)基本保證適當(dāng)。即使如此，仍然無(wú)法解決全工作面跟頂跟底采煤的難題。

保證工作面的采高掌握適當(dāng)，嚴(yán)禁超高采煤。防止運(yùn)輸機(jī)前后竄，一方面控制運(yùn)輸機(jī)及支架因自重引起的下滑。增設(shè)放倒防滑裝置。所采煤層雖傾角不大，但考慮周邊巖層破碎性強(qiáng)，必須針對(duì)支架設(shè)計(jì)專用的防倒裝置，包括斜拉千斤頂、底座調(diào)節(jié)千斤頂、平衡調(diào)節(jié)千斤頂、運(yùn)輸機(jī)與支架錨固機(jī)構(gòu)等，進(jìn)而確保支架同其它工作面設(shè)備之間構(gòu)成整體、穩(wěn)定的放倒防滑系統(tǒng)，最大化增強(qiáng)其穩(wěn)定性；

3.3架型調(diào)整

及時(shí)調(diào)整架型，左右傾斜角不超過(guò)±5度，仰角不超過(guò)±7度?；夭勺鳂I(yè)時(shí)，增強(qiáng)對(duì)回采面工程質(zhì)量的監(jiān)管力度，確保循環(huán)作業(yè)及支架調(diào)整的依規(guī)進(jìn)行。確?；夭擅妗叭眱善健?，避免出現(xiàn)局部的超前或滯后現(xiàn)象；加強(qiáng)刮板輸送機(jī)管理，避免發(fā)生上竄與下滑現(xiàn)象

3.4安裝防倒裝置

當(dāng)工作面?zhèn)涡苯嵌冗^(guò)大時(shí)，工作面輸送機(jī)從機(jī)頭開(kāi)始上竄，上竄時(shí)輸送機(jī)溜槽處于受壓狀態(tài)，間隙變小，一般為10毫米以下，擠得緊時(shí)為0-5毫米。輸送機(jī)上竄后帶動(dòng)推移導(dǎo)桿向機(jī)尾方向偏斜，拉架時(shí)偏斜后的導(dǎo)桿牽著支架也往機(jī)尾方向偏移，支架偏移后再次推

溜時(shí)，又加速輸送機(jī)上竄。當(dāng)輸送機(jī)上竄超過(guò)600～800毫米，機(jī)頭段的推移導(dǎo)桿嚴(yán)重扭斜后，就撇著支架底座，由于支架在上竄過(guò)程中架間間隙早已消失，活動(dòng)側(cè)護(hù)板全部收完，這時(shí)再拉移支架，頂梁已不能往機(jī)尾方向偏移，而支架底座在導(dǎo)桿的強(qiáng)迫作用下往機(jī)尾偏移，頂梁不走底座走，于是支架不得不倒了。

防倒的安裝與支架整備質(zhì)量大，單一支架的整備質(zhì)量達(dá)到好3噸扶架過(guò)程中發(fā)現(xiàn)單一防倒的安裝難以起到扶架作用所以制定了單一支架配雙防倒的方案有鑒于采高過(guò)高安裝困難，以配合起溜子的同時(shí)從機(jī)尾方向采高低處依次安裝防倒千斤頂配錨固鏈要求拉架過(guò)程中降架時(shí)及時(shí)拉住防倒拉架時(shí)錨固鏈向機(jī)尾方向拉支架頂梁待支架升緊后依然保持錨固鏈緊固防止拉下方相鄰支架時(shí)支架回位；待全部支架拉完升緊后統(tǒng)一松錨固鏈防倒必須起到對(duì)支架狀態(tài)的緊固作用要求每拉完一排支架要對(duì)所有防倒進(jìn)行緊固保證每排拉架能夠達(dá)到最大扶正效果。

4處理倒架的方法

處理倒架的方主要的方法有：主要從預(yù)防倒架和倒架后的即時(shí)科學(xué)處理兩個(gè)方面進(jìn)行研究。利用支架自身的條件或單體液壓支柱強(qiáng)扶傾倒支架。

4.1用側(cè)護(hù)法

利用支架側(cè)護(hù)板進(jìn)行調(diào)整，一般支架倒架方向?yàn)閭?cè)護(hù)板活動(dòng)側(cè)。扶倒架時(shí)，先尋找側(cè)護(hù)板有行程的支架，從有側(cè)護(hù)板有行程的倒架處開(kāi)始調(diào)整，先將倒的支架降下，再將相鄰支架降下，操作相鄰支架伸出側(cè)護(hù)板，將傾倒的支架扶正后，然后升緊相鄰支架和被扶正的支架。

例如：在拉架過(guò)程中，6，7，8，9，10號(hào)支架，其中8，9號(hào)支架向10號(hào)支架方向傾倒，扶倒架時(shí)，兩支架工配合要好，操作人員分別站在6，9號(hào)支架上，分別操作7，8號(hào)支架，6號(hào)支架內(nèi)操作人員將7號(hào)架，收回側(cè)護(hù)板，9號(hào)架內(nèi)人員降8號(hào)架伸出側(cè)護(hù)板，兩人配合扶正支架，拉架后升緊支架達(dá)初撐力。

4.2單體或煤機(jī)

處理支架傾倒現(xiàn)象時(shí)，作業(yè)人員首先應(yīng)當(dāng)將支架四周的浮煤、浮矸等固體雜物徹底清除，并在鄰近煤壁的一側(cè)使用單體支柱與方木進(jìn)行臨時(shí)支護(hù)。隨后，從前、后側(cè)護(hù)板保持張開(kāi)狀態(tài)的支架起進(jìn)行扶架，并在支架頂梁同齒條相對(duì)處及支架立柱下側(cè)和鄰近支架底座間分別布設(shè)一根單體支柱，使用斜拉千斤頂將支架頂梁同鄰近支架底座相連。最后對(duì)單體支柱進(jìn)行遠(yuǎn)距離注液增壓并拉緊千斤頂，實(shí)現(xiàn)支架的逐步扶正。此外還需注意的是，進(jìn)行拉架作業(yè)時(shí)應(yīng)當(dāng)以頂梁對(duì)大板與經(jīng)緯網(wǎng)進(jìn)行支撐，待支架扶起后及時(shí)升起支撐立柱并注液增壓，使其達(dá)到支撐壓力。

此過(guò)程中支架受力分析如下圖1所示。F3.輸送機(jī)竄動(dòng)對(duì)支架產(chǎn)生的拉力；F1.頂板對(duì)頂梁的壓力；F2.底板對(duì)支架底座的支撐力；H.采高；H1.支架重心高。

F3.輸送機(jī)竄動(dòng)對(duì)支架產(chǎn)生的拉力；F1.頂板對(duì)頂梁的壓力；F2.底板對(duì)支架底座的支撐力；H.采高；H1.支架重心高度。

如果支架倒架嚴(yán)重?zé)o法使用側(cè)護(hù)板扶倒架時(shí)，采用單體液壓支柱扶倒架，從側(cè)護(hù)板有行程的支架開(kāi)始調(diào)整，先將需接液槍的支架截止閥關(guān)閉并卸壓，接好液槍后，打開(kāi)截止閥，降低支架，將單體支撐在倒架一側(cè)的頂梁上，升起單體扶正支架，升緊支架，取下單體；如果條件不具備使用單體時(shí)，可使用采煤機(jī)牽引推拉支架將扶倒架。

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作者簡(jiǎn)介：胡斌（1982.7.17）男，陜西西安人，西安理工大學(xué)本科，助理工程師，研究方向：機(jī)電、采煤、生產(chǎn)管理，單位：神華神東煤炭集團(tuán)哈拉溝煤礦。