综采工作面液压支架倒架的原因及处理方法.pdf

第 2期 2 0 0 9年 6月 水 力栗煤 与管道 运输 HYDRAUL l C C OAL M1 Nl NG P I P EL I NE TRANS PO RTA TI ON No ． 2 J u n ． 2 0 0 9 综 采工作 面液压支架倒架 的原 因及处 理方 法 刘 利平 开津钱 家营矿 业分 公司 河北 唐 山 0 6 3 3 0 1 摘要 分析 了综采工作 面倒 架原 因， 介绍 了防止倒架措施 。 关键词 液压 支架 倒架 倾 角 超 高 伪斜 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 6 0 8 9 8 2 0 0 9 0 2 0 0 6 10 2 1 前 言 液压支架 是煤 矿综 采 工作 面 的核 心 设 备之 一 ，其数量最多 ， 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 。在矿 井 生产 过程中 ， 液压支架容易出现 自动 降架 、 死架 、 倒架 等现象， 除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 事 故原 因深 入 分析 ， 并提出相应 的对策 。 2倒架的原 因 综采工作 面液 压支架倒 架原 因很 多 。 且往 往 是在几个原因组合下发 生的 。 概括起来 有 以下几 方面 ①工作面倾角大； ②超高； ③工作面的伪斜 管理失控； ④工作面成线直度。 2 ． 1 工作面倾角 很显 然 ， 对 于近 水平 综采 工 作 面 ， 工 作 面倾 角对支架倒架的影响很小 ． 只有 当煤层倾 角大于 1 5 。 以上时， 才予以考虑。工作面倾角对倒架的 影响主要表现在 2个方面 ①存在下滑分力； ② 支架重心偏 离支架底座 中心使 支架稳 定性降低 。 考虑到支架顶 梁与底 座有连杆 相连 ． 加之整个 支 架重心要低得 多 。 即使在煤倾角等于 1 5 。 时 ， 支架 的稳定性 仍然 没有 问题 。因此 。 对 于小 于 l 0 。 以 下的工作 面。 工作 面倾 角 对 支架 倒 架 的 影 响很 小 ， 不用考虑 。 2 ． 2 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 锚杆锚固段 之 间岩层 急剧 变形期 内不宜 安装 锚 索 ． 而在围岩表面与锚杆 锚固段之 间岩层变形 由 急剧向缓慢变形转化时是安装锚索的最佳时期。 由于井下条件 的复杂性 。 目前 尚无一个 确切 的时 间参数 ， 一般 是在 正常 施工 后 l 5 2 0天 内安装 锚索。 5 工程实施效果 该交岔点在使用 了锚索加 强支护后 2年来 。 巷道无 明显 变形 现 象 发生 。 没 有 发 生过 套 修 现 象 ， 保证 了矿井的安全 生产。后 来将该技 术推广 到水泵房大断面硐室施工 的支护 中． 也取得 了很 好 的效果 。 6 结语 该矿井在 巷道 交岔 点 及大 断 面硐 室 支护 中 成功使用锚索加强支 护的经验 ． 不但促 进 了巷道 单 进水 平 的提 高 、 减轻 了工 人 的劳动强 度 、 减少 了巷道维修费用， 而且保证 了矿井的安全生产， 取得 了良好的经济效益和社会效益 。 参考 文献 [ 1 ] 李明远 ． 软 岩巷道 锚注 支护理论 与 实践 [ M] ． 北京 煤炭 工 业 出版社 ． 2 0 0 1 [ 2】 钱鸣 高． 刘 昕 成． 矿 山压 力及 其 控 制． 北 京煤 炭工 业 出版 社 ． 1 99 2 作者简介 扬兰坡 1 9 7 0一 ， 男。 采煤工程师， 毕业于山西矿业学院采 矿工程系矿井建设专业， 毕业后一直从事矿井建设技术管理工 作。 现在河北省秦皇岛抚宁县煤炭事业管理处工作。 收稿 日期 2 0 0 8一l 21 0 6 1 2 0 0 9年 6月 水力采 煤 与管道 运 输 第 2期 接顶 而处 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 1 采面支架超 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 ， 在煤层倾 角小于 1 5 o 时 ， 没有人为外力迫使其倒架， 其 自身的稳定性足以 克服倒架 的发生 ； 2 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 层倾角小于 1 5 。 时， 超高是片帮掉顶的重要原因。 而不是支架倒架 的主要 原因 。即使 发生倒 架 ， 在 控制好顶板和采高的情况下 皿很快会调整好。 2 ． 3 工作 面输送 机成线 直度 保持输送机直 线是保 证煤 壁直线 、 支架 直线 的关键 。在 回采 过 程 中 ， 因种 种原 因 ， 输 送 机 直 线最容易 出现 问题 ， 而且往 往 中间落后 。如 果输 送 机 中间严 重落 后 。 就 相 当于 同时甩 机头 机尾 ， 会使输送 机从 两头往 中间挤压 收缩 ． 从而 导致机 头机尾两 头 都 短 ， 会使 支架 的拉 杆 别 支 架 的底 座 ， 机头或机尾段 的支架 易发生倒架。 2 ． 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 。下 面从 工作面设 备 的结 构 、 工作 面推 进过程 中支架 与输送 机相互 作用 原理人手 ， 深入 分析伪斜对 支架 的影 响。 ①工 作 面 设 备 的联 接 结 构 对 支 架 的 影 响。 支架的推移 千斤顶 绞接 于支架 的底座上 ， 推 移千 斤顶又与推 移拉杆 相绞接 ， 拉杆通过 “ 十字” 接头 与工作 面输 送 机相 绞 接。拉杆 沿 工作 面 方 向有 3 0 0～6 0 0 m m 的摆 动 间隙 ， 支 架架 间正 常 时的最 大间隙 1 2 0 mm． 工 作 面输送 机 中部槽 之 间 ， 设计 时考 虑 到 推 移 时 的 弯 曲 度 ． 其 最 大 间 隙 可 在 3 0 mm 内变化 。随着 采 面 的 向前 推进 ， 工 作面 伪 斜 的变化 ， 必然导致工作 面输送 机 中部 槽及支 架 架间间隙 的变化 。如果工作 面伪斜适 当， 输送 机 平直 ， 拉杆走正 ， 支架架 间隙正常 ， 就不 会发生 倒 架现象 。 ② 当工作面伪斜 过大 时 ， 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 6 2 小 ， 一般 为 l O m m 以下 ， 挤得 紧时为 0～ 5 mm。输 送机 上窜后带动拉杆 向机 尾方 向偏 移 。 支架 偏移 后再 次推溜时 ， 又加 速输送 机上窜 。输 送机 上窜 过程中 与 支 架 的 相互 作 用 是 一 个 正 反 馈 过 程 。 由于输送机宽度小 ， 一般为 1 ． 6 7 m以下 ， 重量轻 。 一 般 为 1 ． 2 6 轰 左 右 ； 而 支 架 长 ， 一 般 为4． 3～ 6 ． 2 m， 吨位大 ， 一般 为 5～1 3 t 。所 以输 送机 上窜 速度 快 ， 而 支架 要改 变其 原来 的方 向 比较 慢 ， 上 窜 速 度 小 得 多。 当 输 送 机 上 窜 超 过 6 0 0 ～ 8 0 0 mm， 机头段 的拉 杆 严重 扭 斜后 ， 就 别 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 座在拉 杆 的强 迫作 用 下往 机尾 偏移 ， 顶梁 不走 底 座走 。 支 架 不 得不倒 了。输 送 机 上 窜得 越 多 。 支 架 倒 得 就 越 多 ， 大范 围倒架事故就是这样 发生的。 ③同理 ， 当工作面伪斜过小时， 工作面输送 机从机尾 开始下滑 ， 机 尾下滑超过 6 0 0 8 0 0 mm， 机尾段 的支架就要倒 架 。 3 防治对 策 从 以上分 析 可知 。 对 于 近水 平 工 作 面 ， 工 作 面伪斜 、 输送 机 直线 是影 响支 架 的主要 因素 ， 因 此保 持好输 送 机直 线 。 调 好工 作 面伪斜 。 防止 输 送 机上窜下滑是防止支架倒架 的根本 途径 。 对于煤层倾 角 大 于 1 5 o 的综 采 工作 面 。 工 作 面伪斜 、 输 送 机 直 线 是 影 响 支 架 倒 架 的主 要 因 素 ， 超高是影响支架 倒架 的次要 因素 。除保 持好 输送机直线 。 调好工作面伪斜外 。 还要采取以下 措施 ①对机头第 1组支架采取防倒措施 ， 使之 站 正不倒 ， 给工 作 面 中间支 架提 供稳 定 的支点 ； ②拉移支 架从 机 头 1架 开始 往机 尾 方 向顺 序移 架 ， 在移架过程中要注意调架 ； ③搞好采面工程 质量 ， 顶底 板 割平 ， 防 止 出现 台阶 ， 防止超 高 ， 保 持支架有效承载； ④加强支架检修， 杜绝漏串， 防 止支架 自动下降， 移架后要升紧， 保证支架达到 初撑 力。 作者简介 刘利 平 1 9 7 2一 ， 男 ， 钱 家营矿 业公 司生产技 术部 回采 室主 任 。 收 稿 日期 2 0 0 81 02 7