倾斜煤层支架倒架原因及快速调架技术研究

倾斜煤层支架倒架原因及快速调架技术研究

蒋西阁

淮河能源控股集团煤业分公司朱集东矿，安徽淮南 232001

摘要：本文对综采工作面液压支架倒架的原因进行了分析，提出了预防液压支架倒架的主要方法，最后谈到处理液压支架倒架的主要方法。

关键词：支架倒架；原因；调架技术

液压支架是煤矿综采工作面的重要设备，且数量最多，它能否正常工作，对整个工作面的安全生产和高产高效至关重要。在工作面生产过程中，液压支架容易出现自动降架、死架等故障现象。除支架倒架外，其余故障是局部性的，处理起来也比较容易，对生产影响较小。但倒架事故一旦发生，往往就不是几架，而是十几架，甚至几十架，处理起来难度大，时间长，严重制约安全生产。如何使用并管好综采工作面的液压支架，使之不发生倒架事故，就显得非常重要。因此，有必要对综采工作面液压支架倒架的原因进行分析，并提出相应的对策。

1 倒架的原因分析

1.1地质因素的影响

在综采工作面，由于地质条件的限制，工作面沿倾斜方向布置，沿煤层走向方向推进，即倾斜长壁开采。此时综采工作面的上、下端头落差较大，这时沿工作面排列的液压支架倾斜角度也会伴随煤层倾角的加大而加大，液压支架自然就会倾斜，容易出现倒架。

1.2设备自身因素的影响

支架超高当实际采高大于支架的最大设计高度时，即为支架超高。很多人认为，支架一旦超高，支架不接顶，支架处于空载状态，容易倒架。这种观点，看似有理，实则不然。这是因为：其一，工作面支架超高一般是局部性的，临近不超高的支架对超高支架起到了限制和稳定作用，在工作面倾角小于 15°时，没有人为外力迫使其倒架，其支架自身的稳定性足以克服倒架的发生；其二，支架超高后，顶板压力作用到煤壁，煤壁容易发生片帮，片帮后使空顶面积增大，顶板在压力作用下破碎下沉，容易发生掉顶，此时支架也因顶板下沉而承载。因此，在煤层角小于 15°时，超高是片帮掉顶的重要原因，而不是支架倒架的主要因素

1.3操作方法不当

当工作面倾角小于15°时，支架自身稳定性好，操作不当可能会引起个别支架倒架，是局部性的，并且很快会得到纠正。当工作面倾角大于15°时，支架自身稳定性大大降低，操作不当就可能会引起严重的倒架事故。特别是第一组支架要采取防倒措施，否则第一架一倒，再加上操作不当，后面的支架跟着倒，发生连锁反应，就可能演变为严重的倒架事故了。

1.4 工作面伪斜管理失控

综采工作面伪斜管理是综采技术管理的关键，工作面伪斜调整不当，一旦失控，不但会使工作面输送机上窜下滑，上下出口不畅，难以管理，而且会使工作面支架发生大范围的倒架事故，顶板管理失控，片帮、掉顶频繁，严重影响工作面的安全生产。现场经验丰富的人都有这样的体会，而现场经验不足的人，认为伪斜管理与工作面支架倒架没有什么直接的联系，伪斜管理失控不是工作面支架倒架的主要原因。

1.5运输机窜动因素

综采工作面在理想状态下，一般是采用平行工作面垂直顺槽推进，但由于运顺与回顺高低落差，机头机尾轻重区别，是工作面与运输机产生一定的夹角，导致运输机左右窜动，带动支架窜动所引发倒架。另外使用液压支架回收边角块段煤时， 一般工作面长度较短 或不规则，工作面链板机长度也较短 ，极易受割煤方向、割煤 速度、推溜顺序等因素的影响而发生上窜下跳，若窜动量过大，就会别倒支架调整支架同时，按虚旋转中心法调整运输机下滑，带动支架底座下移，辅助扶正支架。工作面上部伪斜控制不当：因溜子上窜下滑而未及时调整支架状态，造成工作面倒架；刮板输送机上窜，带动底座当工作面伪斜角度过大时，工作面输送机从机头开始上窜，上窜时输送机溜槽处于受压状态，间隙变小，一般为 10 毫米以下，挤得紧时为 0-5 毫米。输送机上窜后带动推移导杆向机尾方向偏斜，拉架时偏斜后的导杆牵着支架也往机尾方向偏移，支架偏移后再次推溜时，又加速输送机上窜。当输送机上窜超过 600-800 毫米，机头段的推移导杆严重扭斜后，就撇着支架底座，由于支架在上窜过程中架间间隙早已消失，活动侧护板全部收完，这时再拉移支架，顶梁已不能往机尾方向偏移，而支架底座在导杆的强迫作用下往机尾偏移，顶梁不走底座走，于是支架不得不倒了。

2 预防液压支架倒架的主要方法

1)要充分研究地质构造因素影响，尽量减小工作面的倾斜角度，从而使工作面伪倾斜开采。

2)要考虑设备影响因素，可有意使工作面机头、机尾标高低的一端超前标高高的一端(一般为3-8m)，即圈住低的一端，以防止运输机下窜，保证伪倾斜开采掌握到合适的程度进行。

3)要保证工作面的采高掌握的适当，严禁超高采煤。因为漏顶或冒顶造成支架顶梁上空时，需要在顶梁上与顶板间构实木料，然后升紧支架，在边推进边处理中进行。

4)对所有支架拉移过后，必须保证升紧接顶，以防止支架射箭或栽头。

5)要防止运输机前后窜动。其中，一方面控制运输机及支架因自重引起的下滑；另一方面要解决采煤过程中的循环问题。

6)在运输机液压支架控制得当后，要坚决保证工作面的工程质量，严格按照正规循环组织生产，严禁工作面掏煤或留肚。

3调架技术介绍

3.1调架工器具

固千斤顶（SZZ1000/400型转载机推移千斤顶）、18.5mm钢丝绳配套绳卡、SZZ1000/400型转载机链条、蝴蝶扣、10#高压液压胶管配合截止阀。

3.2 处理过程

1）采取从工作面上端头开始往下逐步依次移架法，边割煤边走架，割多少据扶架速度而定，－次大致割10m左右。
　　2）在移架之前，认真清理架前和架内的浮煤和碎矸，以免影响移架。还要认真检查管路有无被砸、被挤情况，防止胶管和接头损坏。认真检查各部位连接销子有无脱落、窜出、弯曲现象，并及时处理。
　　 3）上端头第－架支架须用斜撑柱往上位移大概0.6m左右，其它以此类推, 目的给倒架之处腾出－定空隙, 方便扶架。
　　4） 扶架时最好采用安全绞车拉架，斜撑柱、千斤顶配合。但特别注意的是，割煤时顶底板要割平，每走－架，支架要垂直顶底板，并保持－定迎山角，每架支架必须达到初撑力。只因当时公司没有安全绞车，本着因地制宜，就地取材的方针，只好把拉破碎机用的大液压缸拿来临时拉架。大液压缸－头固定在早已支撑好的支架上，并每3架用防倒防滑装置连接一整体，另一头用630刮板链拴在倒架支架的适当位置上，如何拴、用几根链子，可酌情而定。

4效益分析

该技术所用工器具都是我们综采工作面用到的，日常见到的，没有太高的操作要求，操作简单；该技术避免了单体调架的安全威胁；该技术在锚固千斤顶固定后，只是连接链条，比抬扛单体轻松，职工大大节省体力。单体调架一次只能调整一架，该技术工艺一组3～4架可以一次调整完成，大大提高了效率。该技术工艺一个步距就可以将支架顶梁向上调整300～400mm，甚至更多，基本一次将架型调正。

5结束语
　　液压支架是综采工作面的重要设备，且数量最多，它能否正常工作，对整个工作面的安全生产和高产高效至关重要。在生产管理中，不可只重视倒架的处理技术。我矿在历年综采生产过程中，已形成了“防患于未然”的认识。只有了解倒架的原因，并认真做好预防倒架的各项措施的落实，才是倾斜煤层综采生产管理的重点。正是基于这种指导思想，该矿的综采才在现有的地质条件下取得了成功。

参考文献

[1]贺哲.综采工作面防止倒架及处理倒架的方法[J].矿业安全与环保，2020，30:173-174.