单体支撑力矩法处理液压支架反向歪架技术实践.pdf

煤矿 现代化 2 0 1 4 年第6 期 总第1 2 3 期 单体支撑力矩法处理液压支架反向歪架技术实践 蒋立宪 。 王绪奎 ， 王 兵 济宁矿业集团有限公司 霄云煤矿， 山东 济宁 2 7 2 2 1 3 摘要歪架易诱发综采工作面的顶板事故， 处理过程不仅费工费时， 周期长， 影响工作面生产， 而且 容易出现事故。 本文以霄云煤矿处理工作面反向歪架事故为例 ， 介绍了以单体 支撑力矩法扶架的实践 过程 ， 具有良好的应用和推广价值。 关键词液压 支架； 反向歪架； 扶架； 力矩； 破碎顶板 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 文献标志码 B 文章编号 1 0 0 9 0 7 9 7 2 0 1 4 0 6 0 0 1 3 0 2 1 工作面概况 2 歪架机理分 析 霄云煤矿 1 3 0 7 工作面为走向长壁综合机械化 开采工作面 ， 煤层厚度 2 ． 4 5 ． 9 m， 平 均 3 ． 4 m， 直接顶 为 3 ． 5 m厚 的浅灰色中砂 岩 ， 含 F e C O ， 鲕 粒 ， 呈条带 状聚集 ， 局部相变为细砂岩 ， 发育斜层理 ， 局部裂隙 发育 ， 充填方解石脉及黄铁矿薄片。工作面走 向长度 1 3 0 0 m， 倾向长度平均 1 5 6 m， 倾角 2 6 。。工作面选用 Z Y 6 8 0 0 ／ 2 0 ／ 4 2型 1 0 7架支架支护顶板。 工作面整体为大的向斜构造 ， 初采阶段为俯采 ， 推 进至 3 2 0 m时转 为仰采 。 当工作 面推进 至 3 4 7 m 时， 机尾段 7 2 ～ 8 5 号架出现了歪架现象， 支架中心线 与竖直线 的夹角逐渐变小 ， 即所谓 的反 向歪架 ， 并且 出现 了轻微的挤架 、 咬架现象。此种状况不仅不利于 顶板管理 ， 而且可能演化为倒架事故 ， 因此必须采取 有效措施进行处理。 工作面出现歪架情况 ，究其原因是支架底座和 顶梁侧向移动幅度不一致所致， 具体到 1 3 0 7工作面 有以下原因。 1 工作面前期为俯采 ， 支架 、 溜槽 因重力 而产 生 的下滑分力较大 ， 推溜及拉架阻力较小 ， 因此工作 面伪倾斜角度较小。仰斜开采时推溜千斤顶需克服 较 大的阻力 上 山爬坡阻力 ， 工作面伪倾斜角度较 大。工作 面在 由俯采转人仰采的过渡阶段未能及时 调整工作 面伪倾斜状态 ， 致使溜子 出现了大 幅下滑 ， 溜槽下滑带动支架底座下滑。 2 仰采与俯采过渡块段为向斜构造 ， 构造应力 的作用使得顶板裂隙发育 ， 煤壁松软， 顶板破碎易冒 落。 支架顶梁一体化设计造成前梁不接顶 ， 割煤后插 板不能有效支护顶板 ， 加之仰采煤壁易片帮 ， 扩大了 [ J ] ． 煤炭技术 ， 2 0 0 6 ， 9 5 4 5 6 ． 参考文献 [ 5 ]黄贵庭 ．煤炭资 源回收利 用途径的探 索与 实践[ J ] ． 山西煤 [ 1 ]韩丰， 贾喜荣， 纪有利． 石灰岩顶板长壁工作面矿压规律 炭， 2 0 0 6 ， 4 1 2 - 1 4 ． 计算预测与 实测对 比『 J ] ． 山西煤炭 ， 2 0 1 1 ， 5 3 6 3 8 ． 【 2 ]李金元． 采场薄板矿压理论在矿压观测 中的应用[ J ] ． 太原 科技 ， 2 0 0 6 ， 1 1 5 6 5 8 ． [ 3 1孙玉福． 综采回收矿井煤柱的矿压特征分析[ J ] ． 煤矿开采， 2 0 0 5 ， 5 4 7 4 9 ． [ 4 】张仙保． 复合型坚硬顶板 高档普采长壁工作面开采实践 作者 简介 张建武 1 9 7 0 一 ， 男， 山西怀仁县人 ， 毕业于山西矿业学 院采矿工程 系采矿工程专业 ，现在 大同煤矿 集 团朔 州 I 朔煤 王 坪煤电有限责任公司从事采掘及接替管理工作， 工程师。 收 稿 日期 2 0 1 4 1 0 1 M e c ha n i s m a nd pr a c t i c e o f h a r d r o o f bl a s t i n g Z h a n g J i a n wu S h u o z h o u S h u o c o a 1 ． Da t o n g Co a l Mi n i n g Gr o u p Wa n g P i n g c o a l i n d u s t r y p o w e r C o ． 1 t d ．S h u o z h o u S h a n x i 0 3 8 3 0 1 Ab s t r a c t C o a l mi n e h a r d r o o f c o n t r o l i s a n i mp o r t a n t d i r e c t i o n o f r e s e a r c h a n d a n a l y s i s o f mi n e p r e s s u r e i n u n d e r g r o u n d mi n i n g ， c o mb i n i n g J u s h a n C o a l Mi n e c o a l s e a m fl o o r ， t h e w e a k a n d t h e c o mp l e x s t r u c t u r e a n d me c h a n i c a l p r o p e rt i e s o f h a r d r o o f , u s i n g fi e l d o b s e r v a t i o n a n d a n a l y s i s of t h e c o mb i n a t i o n o f t h e o ry a n d t h e t o p p l a t e ， f o r mu l a t e e f f e c t i v e c o n t r o l p r o g r a m， s u mme d u p a s e t o f s u i t a b l e f o r J u s h a n c o a l mi n e p r o d u c t i o n c o n d i t i o n s o f h a r d r o o f c o n t r o l t e c h n o l o g y ， i n the h i g h g r a d e g e n e r al mi n i n g c o n d i t i o n s ， t h e s u c c e s s f u l i mp l e me n t a t i o n o f t h e e ff e c - t i v e c o n t r o l o f l o n g w a l l f a c e of h a r d r o o E T h e u s e of r o c k p r e s s u r e p l a t e t h e o ry a n d l a y e r e d mi n i n g p r e s s u r e b e h a v i o r o f 3 s e a m s l i c e l o n g wall f a c e p r e s s u r e t o an a l y z e ， t h e h a r d r o o f b l a s t i n g s t e p d i s t a n c e ， l o c a t i o n ， t i me w e r e ma d e t h e t h e o r e t i c a l d e s i g n a n d p r a c t i c a l v e r i fi c a t i o n ． Ke y wor d ss o ft c o al s e a m；Ha r d r o o f ； Pr e s s ur e c o n t r o l ； Ro o f bl a s t i n g 】 3 煤矿 现代化 2 0 1 4 年第6 期 总第1 2 3 期 空顶范围 ， 加剧 了冒顶的危险程度 ， 出现了大面积的 片帮 冒顶事故 。 3 工作面 冒顶后虽然采取 了上 网造人工 假顶 措施， 但顶板产生空洞， 支架不能接实顶板， 初撑力 达不到要求 ， 底座与底板的摩擦力减少 ， 克服下滑的 能力减弱。 4 支架底调千斤顶多数失效 ， 甩掉不用而处于 收缩状态 ， 为防止架 间缝 隙漏矸 ， 要求将支架侧护板 全部打开 ，顶梁受侧护板推力 的作用产生 了向上方 向的力矩。 3 技术措 施 1 3 0 7 工作面反向歪架的趋势发展较快，单靠拉 架过程 中支架 自身的调整 已无济于事 ，必须采取其 它措施进行处理 。本工作面采用 了以单体支撑力矩 法为主的综合扶架方法 。 3 ． 1操作步骤 1 将被调整支架升起 ， 利用侧护板进行调 整 ， 尽量保证相邻支架无错茬 、 不挤 、 不咬。 2 将单体支柱上端支设在被调支架顶梁外侧 边缘立柱前端 的合适地点 ，腿部生根于被调支架底 座上侧， 与底座间距 1 0 ～ 2 0 e ra 见图 1 ， 向单体供液， 确保达到初撑力 。 3 降支架 ， 由于顶梁受单体支撑 ， 底座将升起 悬空 ， 同时由于单体附加力矩的作用 ， 支架将以顶梁 下边缘为轴按竖直方 向的顺 时针旋转 ，以此达到扶 架的 目的。 鱼 图 1 单体支柱扶架示意图 3 ． 2单体支撑能力的校核 对单体支撑能力 的校核如 图 2所示 ，按照力矩 平衡公式可得 F‘ 。 s i nB G。 L 1 。 C O S F 1 1 ． 4 4t3 0． 6 s i n 1 3 5 s i n 8 0 t L B ． 。 。 。 可见单体支柱的支撑能力符合要求。 式 中 仅为支架倾角 ， 该工作面平均倾角为 2 0 。 ， 支 架反 向歪架后其最小倾 角为 1 5 。 ； B为单体支柱与 支架顶梁支撑夹角 ， 取 8 0 。 ； G为支架 自重 ， 取 2 1 t ； F 1 4 为单体支撑力 ， t ； L 、 L 2 为力臂， m；支架顶梁宽度为 1 ．5 m，因此 L 1 取 1 ．3 5 m， L 2 取 0 ． 7 5 m； 1 0 0 ra m单体 液压支柱的额定工作阻力为 3 0 0 k N， 约为 3 0 ．6 t 。 o 图 2支架受力示意图 3 _ 3注意事项 1 要按照 自下而上的顺序依次扶架 ， 扶架程序 操作完成后要拉移超前支架， 以缩小控顶范围， 有效 维护顶板 。 2 扶架前要处理好咬架 ， 减少相邻支架 间的摩 擦力， 利于支架转动。 3 支设单体支柱时要找好支点和迎 山角 ， 做到 底座整体平行移动， 防止沿水平方向旋转。 支柱要穿 鞋 ， 拴好 防倒绳 ， 单体与支架顶梁刚性接触面要有垫 木 ， 以防崩柱 。 4 支架上脚掌处要挖坑 ， 临架间的积矸要清理 干净 ， 调整支架底座与底板倾角基本一致 ， 使得支架 底座全面均衡受力 ， 增加摩擦力 ， 支架达到 良好支护 状 态 。 5 由于本架型支架底座较宽 ， 相邻底座间隙约 为 1 5 c m， 因此一次扶架调整后支架底座仅能 向上移 动 1 0 e ra左右 ， 调整倾角 l 。～ 2 。 ， 需进行 多次重复 调整后方能扶正。扶架期 间要重 点考核被扶支架及 周围支架倾角变化情况 ， 确保扶架效果 。 4 结论 单体支撑扶架法采用单体施 加附加力矩促使支 架在竖直平面 内旋转的方法对支架调整 ，以达到扶 架的 目的。 该方法能够使支架顶梁不脱离顶板 ， 避免 出现大面积长时间空顶现象 ，以及多次升降支架对 顶板的破坏，特别适合于大面积破碎顶板条件下架 前 、 间漏矸 支架不接顶情况。霄云煤矿采用此方法不 仅快速有效地处理 了歪架事故 ，保证 了工作面的正 常生产 ， 而且还在实践 中总结出了科学的操作方法 ， 对以后处理该类事故有很好的借鉴作用。 作者简介 蒋立宪 1 9 6 3 一 ， 男， 本科， 山东邹城人 ， 采矿工程师， 毕业 于山东科技 大学采矿 工程 专业 ，现 任济 宁矿 业集 团有限公 司 霄云煤矿矿 长。 收稿 日期 2 0 1 4 1 0 2 3