浅析综采工作面液压支架倒架的原因及对策.pdf

总第 1 6 3期 d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 5 2 7 9 8 ． 2 0 1 3 ． 0 3 ． 0 2 8 浅析综采工作 面液压支架倒架的原 因及对 策 郭 生宏 ， 陈佳 开滦集团 东欢坨矿业分公司， 河北 唐山0 6 4 o o 2 摘要 对综采工作面液压支架倒架事故的原因进行了详细的分析， 并提出了相应的对策和预防措施。 关键词 综采工作面； 液压支架； 倒架原因； 对策； 预防 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 5 2 7 9 8 2 0 1 3 0 3 0 0 6 3 0 2 在煤矿开采过程 中， 液压 支架在所有设备 当中 数量最多， 并且是保证安全生产和高产高效的关键 所在。所以保证液压支架的完好 ， 不出现降架、 死 架 、 倒架 等事 故 ， 就显得 非 常重要 。因此 ， 文章 就 2 2 8 6 工作面倒架事故的原因进行了深人的分析和 研究 ， 并提出相应的对策和预防措施 。 l 工作面情况 1 ． 1 现场情况 2 2 8 6工作面位于 一 5 0 0 IT I 水平北二采 区北翼 8 煤层 ， D F 3 5正断 层 附近， 四周无 采 掘 工程 。风 道 9 0 9 m， 运道 9 1 1 I I l ， 平均倾斜长 1 5 8 ． 1 1 1 3 。煤层厚度 3 ． 6～ 4 ． 3 n l ， 平均 3 ． 9 1T I ， 煤层倾角平均 1 8 。 。采用 走向长壁后退式综合机械化采煤法， 顶板管理采用 自然垮落法， 沿底回采， 一次采全高。采用 M G 6 5 0 ／ 1 5 1 5一WD型电牵 引采煤 机 ， Z Y 9 2 0 02 2 ／ 4 6型掩 护式液压支架及 S G Z 9 6 0 ／ 1 0 5 0型中双链 刮板 输送 机 。 1 ． 2 支架参数 支架高度为2 2 0 0～ 4 6 0 0 m m， 支架工作阻力为 4 0 ． 6 M P a ， 支架初撑力为 3 1 ． 5 MP a ， 支架 中心距为 1 7 5 0 mm， 支架宽度 1 6 5 0 1 8 5 0 m m， 侧护板形式 为下侧活动， 支架操作方式为邻架操纵， 支架重量为 31 ． 5 t 。 2 支架倾倒的原因 2 ． 1 特殊的地质条件造成支架倾倒 2 2 8 6工作 面 风道 机 尾受 4号 地质 异 常 区和 D F 3 51断层的影响， 煤层松软， 片 、 冒严重 ， 造成局 部冒顶， 支架上顶煤层受力垮落， 造成机尾支架上顶 空 ， 支架达不到规定的初撑力 ， 顶板离层 ， 风道棚子 下沉 ， 挤压采面末组支架 ， 导致支架往下倾倒 。先是 机尾 5架出现倾倒 ， 随后倒架一直扩展到第 7 0组支 架。支架倒架 、 挤架 、 顶梁错差的现象更为严重。现 场测量 8 8 、 8 7组支架 的倾角最大 达 4 1 。 ， 支架失去 了对顶板的有效支撑 ， 从 而支架达不到初撑力。同 时 ， 由于 2 2 8 6工作面坡度较 大， 架间 、 梁端大量流 矸 ， 给生产带来了极大的安全隐患 ， 很大程度上影响 工作面回采进度。 2 ． 2 操作方法不 当及支架本身的 自重造成支架倾 倒 支架能否被正确操作， 是综采工作面质量标准 化的重要依据 ， 当工作面倾角小于 1 5 。 时 ， 支架 自身 稳定性最好。 由于 2 2 8 6工作面倾角大于 1 5 。 ， 所 以， 在开采 时支架 自身稳定性就大大降低了， 再加上工作面所 用支架本身的 自重就大， 且有超高现象 ， 支架达不到 初撑力 。如果操作不当 ， 后面的支架跟着倾倒 ， 发生 联锁反应。特别是第一组支架要采取 防倒措施 ， 否 则第一架一倒 ， 就可能演变为严重的倒架事故。 3 处理液压支架倒架的方法 综采工作面应该根据现场实际情况采取针对性 的技术措施处理倒架 ， 其 中决定性因素是支架倾倒 的程度。工作 面支架倾倒程度 倾角 O ／ ≤7 。 ， 一般 ； 倾角 7 。 1 5 。 ， 严重。2 2 8 6 工作面倒架情况属于严重倾倒。 3 ． 1 利用外力及支架侧护板 首先将支架架脚及架箱的浮煤 、 浮矸清理干净 ， 在靠煤壁侧用方木配合单体柱做好临时支护。然后 选择在支架架问前、 后侧护板张开的地方开始扶架 ， 在支架顶梁与齿条对应位置斜戗一根单体柱， 在支 架大柱下侧与相邻下一支架的底座间再打设另一根 单体液压支柱。利用好斜拉千斤顶并将斜拉千斤顶 收稿 日期 2 0 1 2 1 1 -2 8 作者简介 郭生宏 1 9 8 5一 ， 男 ， 江苏兴化人， 助理工程师， 从事生产技术管理工作 。 63 2 0 1 3年3月 郭生宏等 浅析综采工作面液压支架倒架的原因及对策 第2 2卷第3期 将支架顶梁与相邻支架的底座连接好。远距离给两 根单体柱注液， 此时要降下被拉的支架， 同时伸出该 支架 的前、 后侧护板 ， 并将斜拉千斤顶拉紧。边拉架 边给两根单体柱同时注液 ， 保证每拉一步支架 ， 支架 就被扶正一点。在拉架期间支架顶梁要托住大板及 经纬网， 支架拉到位后及时升起大柱 ， 达到支架初撑 力。 3 ． 2 在倾倒支架对应的位置刷扩小面 在顶板破碎的条件下必须采取措施及时护顶 ， 避免 由于 冒顶而造成在支架顶梁上形成空洞， 增 加 了支架的 自由度。必须使顶梁接顶达到初撑力 ， 增 大反倾倒力矩。现场首先改变机尾倒架段的采煤工 艺， 由综合机械化采煤方式改为人工刨煤方式做小 面的方式； 其次， 在小面上顶采取铺设经纬网、 加打 锚杆 、 锚索支护顶板的办法， 采用 3 m方木作走 向 板和 3 m方木作托梁 ， 形成人为假顶增加顶板 的稳 定性 ， 增加支架本身的防倾倒能力。 3 ． 3 在煤壁破碎的地方注入固化剂 采面机尾段由于受矿压和断层的影 响， 煤层顶 板节理发育、 受压力不均 ， 煤帮变形 ， 顶板易碎 ， 导致 顶板煤帮不好控制。从 7 6组到 9 O组液压支架顶 空， 顶板节理发育 ， 出水较大 ， 由于受到水 的泡疏而 易碎 ， 受压力不均 ， 导致顶板煤帮不好控制 ， 对机尾 顶板进行注浆加 固。 3 ． 4 支架受力分析 支架受力见图 1 所示⋯。 一 输送 机窜动对支架产生的拉力； F1 一顶板对顶 梁的压力 ； 一 底板对支架底座 的支撑力 ； H--采高 ； 一 支架重心高度 图 1 支架受力分析 4 预防液压支架歪倒的措施 1 根据地测科资料 ， 分析掌握工作面地质构 造 。遇到工作面机头、 机尾高差较大时， 要控制好刮 板输送机的上窜下滑 ， 掌握好超前量 ， 尽量减小工作 面倾斜角度 ， 将工作面调成伪斜 ， 使工作面沿伪斜方 向向前推采 J 。 2 当工作面 出现断层或进入地质异 常区遇 顶板破碎支架不能接顶时， 应在支架顶梁上垫木料 接顶 ； 当底板较为松 软时， 可 以在支架架脚下垫木 料 ； 严格控制好采高 ， 及时拉超前带压移架 ， 保证支 架接触实顶 、 实底 ， 并升紧支架保证液压支架达到初 撑力。 3 保证生产班按作业规程正规循环作业 ， 加 强工作面质量标准化管理 ， 保证 “ 三直两平两净” ， 发现工作面局部地段超前或滞后时 ， 要及 时进行调 整 。 4 在选用综采工作面设备时 ， 要紧密结合地 质条件。在液压支架选型时要综合考虑支架的最大 最小支撑高度、 工作阻力 、 防滑防倒装置 、 斜拉千斤 顶、 侧护板、 底调 、 护帮板等装置 。 5 结语 通过从 2 2 8 6工作面这起倒架事故 中分析事故 原因， 总结事故教训 ， 在以后的工作当中要采取针对 性的措施 ， 保证液压支架的正常工作 ， 预防此类事故 再次发生。 参考文献 武同振、 赵宏珠、 吴国华． 液压支架配套 图集 [ M] ． 北 京 中国农业大学出版社， 1 9 9 3 2 6 1 2 6 8 ． 徐永圻． 采矿学 [ M] ． 徐州中国矿业大学出版社， 2 0 0 3 616 2 ． 姜福兴． 采煤工作 面顶板 控制设计及其专 家系统 [ M] ． 北京 煤炭工业出版社， 2 0 1 0 1 0 2 1 0 6 ． [ 责任编辑 王伟瑾 ] 1i 1 2 3 r} 机