综采工作面液压支架倒架原因及处理.pdf

江西煤炭科技 J I ANGXI C0AL S CI ENCE TECHN0L OGY 2 0 1 6年 第 2期 NO． 2 2 01 6 综 采工作面液压支架倒架原 因及处理 白金 海 山西焦煤 汾西矿业 两渡煤业 ， 山西 灵石 0 3 1 3 0 2 摘要 液压支架是保证煤矿安全生产 的关键设备之一 ， 保持液压支架的稳定性 ， 提 高倒架后 的应急处置 能力 ， 对煤矿安全 生产有着重要 的意义 。论文 以山西焦煤汾西矿业 集团 公 司两渡煤业综 采工作面 液压支架倒架 为例 ， 通过分析 找出倒架 的原 因， 针 对不同的原因制定相应的扶正措施 ， 取得 了 良好 的效果 。 关键词 倒架 ； 扶正 ； 漏 冒 ； 下沉 ； 支护 中圈分类号 T D 4 2 1 ． 8 文献标 识码 B 文章编号 1 0 0 6 2 5 7 2 2 0 1 6 0 2 0 0 2 4 0 3 Ca u s e s a n d Tr e a t me nt o f Hy d r a u l i c S u p p o r t Co l l a p s e i n Fu l l y -- me c h a ni z e d W o r k i n g F a c e B a i J i n h a i Li a n g d u Co a l I n d u s t r y Co ．， Fe n x i M i n i n g I n d us t r y Gr o u p Co ．，S h a n x i Co k i n g Co a l Gr o u p Co ．，Lt d ．， Li n g s h i ，S h a n x i 0 3 1 3 02 Ab s t r a c t I t i s o f s i g n i f i c a nc e t O ma i n t a i n t h e r e l i a b i l i t y o f h y d r a u l i c s u p p o r t a n d i mpr o v e t he e me r g e n c y t r e a t me n t a g a i n s t t he s u pp or t c o l l a p s e t O r e a l i z e t h e mi n e s a f e t y p r o d u c t i o n ．Ta ki n g t h e h y d r a u l i c s u p p o r t c o l l a p s e i n f u l l y me c h a n i z e d wo r k i n g f a c e o f Li a ng d u Co a l I n d u s t r y Co ．f o r i ns t a n c e ，t h e p a p e r p r o b e s i n t o t he s u p p o r t c o l l a ps e c a u s e s a n d p r e s e nt s s o me e f f e c t i v e c o r r e s p o n d i n g r i g h t i n g me a s u r e s Ke y wo r d s c o l l a p s e ；r i g h t i n g；l e a k a g e ；s u b s i de n c e；s u p p o r t 液压支架在煤矿 生产过 程中有着 非常广 泛的应 用 ， 液 压支架能否正 常工作 ， 对煤矿 安全 、 高效 、 高产有 着重要 的 意义。在综采 工作 面推进过程 中， 液 压支架 比较容易 会 出 现降架 、 死架和 倒架 等故 障 。特别 是倒 架 ， 一 旦发 生 处理 难度非常大 ， 而且 耗用 时 间长 ， 容 易 引起大 的安 全生 产事 故 。通常情况下 ， 液压 支架 的稳 定性 与综 采工 作 面倾 角、 2 4 。 支架的高度 、 安装工 艺 、 操 作方 法 以及 矿井 地质 条件 等有 关 。因此 ， 通过分析 倒架 的原 因 ， 制定 具有 针对 性 的防治 措施 ， 能有效 提高液 压 支架 的稳定性 。同时 ， 加 强倒 架 后 的应 急处 理 措 施 ， 也 能 有 效 降 低 倒 架 造 成 的 伤 亡 和 损 失。 。 1 概 况 山西焦煤汾西矿业 集 团 公 司两渡煤 业 3 9 1 0 0 8 综 采工作面采用大采高一次采全高生产工艺 ， 倾斜长 2 8 0 m， 主采 9号 、 l O号 煤 ， 煤层 总 厚 度 6 ． 3 m， 煤 层结 构 为 1 ． 1 5 1 ． 3 0 1 ． 9 1 O ． 3 1 o ． 8 1 O ． 1 O o ． 7 7 。此 工作 面无直 接顶 ， 基本顶为平均厚度 7 ． 3 m， 硬度 f 一1 2的石灰岩 ； 底板 为平 均厚度 2 ． 5 m， 硬度 f 一4 ． 5的炭 质页 岩 含 白砂岩 ， 工 作 面使 用 Z Z 1 5 o 0 0 ／ 2 9 ／ 6 5支撑 掩 护式 液压 支架 及 其 配套 的 Z Z T2 0 2 0 0 ／ 3 2 ／ 6 5 D端 头支架 管理 顶板 ， 基 本架 自重 5 2 t ， 端头架 自重 7 2 t ， 工作面共计安装 1 6 5台液压支架 ， 循环步 距 0 ． 8 m。 2 倒 架及 其原 因分析 侧倾 斜达 4 2 。 ， 其 余倾 斜度均 在 2 O 。 以上 ， 支架 无法 升起 接 顶 ， 造成 恶性 循环 ， 导致工作面停 滞不前。 3倒 架后 的 处 理 措 施 在支架倒架后 ， 按 照一般 的处 理方 式 ， 首先 采取 勾顶 等措施支护顶板 ， 然后在支架底座 下方垫 道木 、 钢 梁 ， 利用 单体液压支柱进行调整 ， 但支架 自重较大 ， 底板太 软 ， 顶板 下沉情况 与 日加重 。为确保 调架 空 间足够 ， 采取 了抖 顶 、 起底等措施 ， 都相继失败 ， 支架倒 架更加严 重 。最后 ， 根 据 顶 、 底板实 际情 况 和 支架 较 重 的特 点采 取 了 以下 措 施处 理 3 ． 1 顶板破碎漏 冒、 下沉严重情况下支架扶正措施 该工 作面地质条件复杂 ， 断层 较 多。工作 面推 进过程 顶板 破碎漏 冒、 下沉 情况 严重 ， 不仅影 响 支架 不 能降 中 ， 落差 2 ． 5 m 以上 断层 ， 从 未间断过 ， 给 工作面顶 板管理 架调 整 ， 而且下沉 导致调 架 空间越 来越 小 ， 解 决顶 板 问题 带来严重影 响。该 工作 面推进到距停 采线不 足 1 0 0 1T I 时 ， 成 为能否扶正支架的最关键 的环 节 。根据情 况 ， 经研究 认 受断层和采 动影 响， 工作 面机 尾段 顶板 发 生大 面积 漏顶 ， 为 ， 可以采取在支架上方 重穿硐室 ， 重 做假顶 的方法 ， 既能 导致 7台支架发生严重倒 架 、 咬架 ， 致使工作 面停 滞不前 。 解决顶板破碎 的 问题 ， 又 能解 决空 间不 足 的问题 ； 具体 方 后 因工作面长时 间无 法正 常 推进 ， 采 空 区 出现局 部 自燃 。 法如下 a 处理倒架上 方顶板之 前 ， 首 先应该 保证 前面 的 尽 管救火 后 ， 采取措施支架扶正 ， 顺利末 采 回收 ， 但前期 扶 顶板不会再 出现 明显 下沉 ， 漏顶 区域 不会 继续 向前 延伸 。 架措施 不到位 ， 给工作面生产带来严重 的损失 。 所 以采用补打锚 索 ， 配 合悬 吊工 字钢 梁 的方法 ， 尽量 缩小 当时工 作 面共有 6条 断层 ， 分别 位 于 6架 、 3 3架 、 5 8 空顶面积 ， 并且架设单体液压支柱加强支护 ． b 从 1 6 2 架 、 架 、 8 3架 、 1 5 8 架 、 1 6 2架 ， 落差 依 次为 2 m、 2 ． 5 m、 5 ． 5 m、 1 6 3 架前梁端处开 口， 逐步往采空 区方 向开凿硐 室 ， 硐室规 1 ． 1 I n、 3 12 1 、 3 ． 5 12 1 。受机尾 1 5 8架 、 1 6 2架处连续两 条下跳 格为 宽 高 深 一3 m1 ． 2 mX 2 m； 然后 在 1 6 4架 、 1 6 5 断层影响 ， 导致 工 作 面 1 0 0～1 5 0架 间截 割平 均 厚度 2 I T I 架上方 ， 往采空 区方 向开凿硐 室 ， 硐室 规格为 宽 高 深 的 1 O 号 煤底 板 ， 1 5 5 ～1 6 2 架穿层截割 I 1 号煤和少部分 1 1 1 ． 5 mX1 ． 2 mX 6 ． 5 1 2 1 ； 紧接着在 1 6 1 架 、 1 6 0架上方 ， 往 号煤底板 。1 1 号煤 底板铝 土泥岩遇水后成为泥状 物 ， 支架 采空 区方 向开凿硐室 ， 硐 室规格为 宽 高 深 一1 ． 5 m 钻底情况严重 。受相邻 工作 面采空 区和 自身采动影 响 ， 另 1 ． 2 I T I 6 ． 5 m； 最后往采 空 区方 向开凿 中间硐室 ， 将两 边 外 成巷时 间长 ， 巷 道 本身 变 形严 重 ， 顶 板 存 在 破碎 现 象 。 联通 ， 硐室规格 为 宽 x高 深 3 I T I 1 ． 2 m6 ． 5 m； 以 1 5 8 ～1 6 2 架顶板上方破 碎 ， 发 生漏 顶后 ， 尽 管采 取 了勾 上硐 室均 采用 金属 网、 短梁 配 合 1 ． 4 m 单 体 液压 支 柱支 顶等措施 ， 但是 支架接顶不实 ， 钻底 情况严 重 ， 随着 工作 面 推进支 架倾 斜越来 越严 重 ， 最 终造成 1 5 9 ～ 1 6 5架 顶梁 靠 立柱成 塔罗牌式 ， 统一 倒 向煤 帮侧 ， 1 6 2架 、 1 6 3架往 机 尾 护 ， 并采取逐 步往里 延伸 的方 法 ， 用 钢梁 和 配合单 体进 行 支护 。然后 ， 逐步往机头方 向推进 ， 至 1 5 8架上方 ， 全部做 假顶支护 ； c 为防止支架上方顶板破碎带继续往 工作 面煤 25 壁方 向延伸 ， 首 先严禁 煤 机从此 通 过 ， 防止 煤机 截割 过程 4 在支架 拉移 过程 中 ， 由于支 架本 身往 机尾 方 向倾 中 ， 震动对前 面顶 板再 次造 成破 坏 。为保 证顶 板完 好 ， 采 斜 ， 支架底 座会 不 断往机 头侧 靠拢 ， 最后 容易 造成 支架 底 用放震动炮 方法 ， 从 1 5 8架 ～1 6 2架 提前 进 行 扩帮 ， 打 锚 座相互 挤压 ， 拉移 困难 ， 必 须结 合采 用侧 推底 座 的方法 辅 索 、 锚杆 等 ， 用单体 支柱 配合 型梁进 行支护 。 助调架 。具体 为 ， 先 将 支架底 座机 尾侧 起底 ， 为往 机尾 侧 3 ． 2 底板较软 处理措 施 在解 决 了顶板 问题后 ， 底板 较 软 的问题 就应 该解 决 。 通 过起底 的方法把刮板输送机机尾 1 6 2架 ～1 4 7架 间底 板 卧下去 l _ 2 I T I 深 。卧底 范围从 煤壁至支架 的前立 柱 ， 然后 使 用标号 C 3 0的混凝土进行 浇筑硬 化 ， 厚度 为 0 ． 5 m。待 混凝土凝 固后 ， 将刮板输送机机 尾放下 落地 。此方法 同 时 解决 了空间不足和底板较软的 问题 。 推移底座 留出足够的空间 ， 在推移前 必须将往 机头方 向油 缸撑紧 ， 并且用单 体液 压支架 将 顶梁 撑起 ， 不 能使 顶梁 在 降架提底座过程 中下沉 ， 然后利用多 根油缸往 机尾方 向推 移底座 。 4 结 语 调整支架过 程 中， 首先必 须保 证顶 板完 好 ， 或者 说支 护顶板是决定支架是否能够扶 正的前提条 件 ， 所 以在 支架 3 ． 3 在顶 、 底板有利条件下的调整扶架措施 调整前后 ， 必须 及时 维护顶 板 ， 并 且顶 板 的支护 一定 要提 1 顶 、 底板 已经创造 了有利 条件 ， 先拆 除假顶 上方 的 单体液压支柱 ， 将支架升起 ， 在升架 过程 中 ， 一定要 把握好 机会 ， 用油缸拉住支架顶梁 ， 将支 架顶梁 往机头方 向拉移 ， 一 定要撑紧 油缸后 ， 再逐 步 升起支 架 。升 架结 束后 ， 必 须 保证支架与顶板严密接触 ， 并将支架升 紧。 2 摘开推移头 ， 先推溜 ， 给支 架调整 和拉移 留出足够 的空间 。由于有假顶的保护 ， 刮板输 送机机 尾可 以提前推 移 出 3 ～4个 循 环 的步 距 。因为 支架 在往 前 推 进 的过 程 中 ， 必须进行逐步 的调 整 ， 所 以刮 板输 送机 往前 推移 的 步 距 越大 ， 支架往前 拉移 的步距 就越 大 ， 一次性 的调整 的 范 围也就越大 ， 但也不能太过 ， 考虑 支架间 的漏矸 石问题 ， 不 要超 过 4个循环 。而且 溜子先一 步推移 出去 ， 可 以为添加 多根推移 油缸一起拉移创造有利条 件 ， 多根 油缸能 够增加 支架向外拉移的 拉力 ， 根 据 实际情 况 ， 可 以安装 两根 油缸 和推移油缸一起可 以达到三根油缸的拉力 。 3 在支架往 前拉 移前 ， 一定 把 支架顶 梁前 端 和 中部 的拉移油 缸 安装 好 ， 并且 撑 紧油 缸 往 刮板 输 送机 机 头 拉 拽 ， 在机尾侧架设 多根单 体液压支 柱 ， 往机 头方 向推 ， 支架 在往前拉移过程 中逐步 向机头方 向靠拢 。 2 6 前考虑 。其 次 ， 调整 拉 移支 架 前必 须 把底 座 前 面 清 理 干 净 ， 创造好条 件 。最后 ， 调整 支架 一定 要在设 备 强度 允许 的前提下 ， 想方 设 法 提高 支 架 向前 推进 和 升起 调 正 的拉 力 ； 并且在拉移结束后 ， 利用有利 条件支 护好支架 ， 以防发 生再次倾斜。 。 参考文献 [ 1 3许文松 ， 王 帆． 综 采 液 压支 架倒 架 原 因分 析 及 防范 措 施 [ J 3 ． 西部资源 ， 2 0 1 2 O 2 4 4 ～4 5 ． E 2 3冯俊杰 ， 秦涛． 新强煤 矿急倾 斜煤层 综采 工作 面支架 防倒 防滑控制技术 J ] ． 煤炭技术 ， 2 0 1 2 0 6 3 2 3 3 ． E 3 ]刘福忠． 浅析综采 工作 面液压 支架倒 架对 策 E J ； ． 科 技信 息 ， 2 O11 31 8 8 8 9． 作者简介 白金海 1 9 6 3 一 ， 山西 临县人 ， 2 0 1 3年 毕业于 东北大 ● 学采矿工程系 ， 助理 工程 师， 多 年从事煤 矿开采技 术与研 究等 方 面工作 ， 现任 山西焦煤 汾西矿 业 集 团 公 司两渡煤业 生产矿长 。 收稿 日期 2 0 1 6 0 3 --0 8 编辑 彭启 和