綜采工作面過斷層期間倒架原因分析及處理措施

王 鵬

(山西潞安集團 總調度室，山西 長治 046103)

1 工作面概況

潞安集團余吾煤業(yè)公司S2206綜采工作面采用走向長壁低位放頂煤方式回采，走向長約1 518 m，傾向長240.3 m，傾角為-3～10°，平均約+3.5°。平均采高約3.2 m，采用全部垮落法管理頂板。工作面液壓支架類型及基本參數(shù)： ZF7000/23/38液壓支架125組、ZF8000/23/38液壓支架28組。

2019年11月，S2206工作面進入FJ36逆斷層，走向NW5°，傾向SW85°，落差3.5 m，影響區(qū)域36.7 m。受斷層影響，機頭至20號架坡度變大，傾角最大達35°，同時工作面頂板破碎、片幫嚴重，支架發(fā)生了傾倒、擠架及超寬的現(xiàn)象，架間最寬處600 mm，10～17號架的架間漏煤嚴重，支架失去對頂板的有效支撐，給安全生產(chǎn)帶來嚴重威脅。

2 支架倒架原因分析

1) S2206工作面發(fā)生倒架現(xiàn)象時，煤層傾角達到了20°，工作面傾角越大，支架重心偏離底座中心距離越大，支架穩(wěn)定性越低[1]，當支架重心在水平方向上偏離支架底座中心到臨界點時，支架便產(chǎn)生傾倒的趨勢。

2) 支架超高，由于受斷層的影響，頂板破碎嚴重，多組支架出現(xiàn)超高使用現(xiàn)象，支架初撐力不達標。S2206工作面進入斷層影響區(qū)域時，采高最高達到3.3 m，支架本身穩(wěn)定性受到影響。同時隨著支架高度的增大，其重心不斷增高移動，重心在水平方向的分力隨之增大，當支架重心在水平方向上偏離底座中心距離到臨界點時,支架便會發(fā)生傾倒。

3) 當現(xiàn)場操作人員操作不當，工作面留肚或者挖底會造成大溜不直，再加上經(jīng)常性的向一個方向移架，會使輸送機和支架向一個方向擠壓收縮，很容易出現(xiàn)支架小范圍的倒架、擠架現(xiàn)象。

3 處理倒架措施

1) 對受斷層影響較大，頂板破碎、煤墻片幫嚴重的端頭3～20號支架段進行注漿管理，注漿材料為馬麗散，注漿孔分為兩組，一組與煤墻垂直，仰角45°，位于支架小梁下；一組位于兩組支架間，垂直頂板，分別對煤墻和頂板進行固結。

2) 若支架歪斜現(xiàn)象不嚴重，此時可利用支架自身的側護板進行扶架，具體步驟如下：拉架時，從下端頭依次往上進行，拉本組支架時，先打出下端支架靠近本組支架方向的側護板，使本組支架拉出時可以受力向上端方向傾斜，同時使用木料墊在支架下柱腳防止支架倒架，依次類推，將支架全部拉出。

3) 倒架嚴重的地點采用單體柱配合扶架，具體步驟如下：使用相應長度的單體柱，一端頂在本架立柱柱窩的下側，另一端頂在下端頭側支架的底座間，單體柱用護繩拴在支架立柱上[2]；利用相鄰支架做為支點，向工作面上端頭側迎戧支架，移架的同時，利用液槍遠距離給調架單體柱供液，從而防止支架向工作面下端頭傾倒。

4) 安裝防倒架裝置，支架防倒架裝置如圖1所示，具體操作步驟為：連接裝置安裝在支架小梁下方吊裝孔處；進回液管接到抬高千斤頂操作手把和千斤頂進回液孔上；拉架時，拉架順序從機尾往機頭方向拉，先將機尾方向的防倒架千斤頂操作手把打到收位，然后將機頭方向的防倒架千斤頂操作手把打到升位，然后拉架，架拉到位后，手把回零位，如此類推，將支架拉出。

圖1 支架防倒架裝置

4 結 語

如果發(fā)生支架傾倒現(xiàn)象，將對工作面的安全生產(chǎn)造成嚴重影響，在生產(chǎn)過程中，要分別針對地質、設備、管理等各種因素進行控制和消除，根據(jù)不同的倒架原因，采取調整采高、調斜、注漿及扶架等措施，避免倒架現(xiàn)象的發(fā)生，使工作面能集約高效的生產(chǎn)。