综采工作面液压支架倒架的原因及对策

1、综采工作面液压支架倒架的原因及对策摘要：液压支架是煤矿综采工作面的支护设备，具有支撑顶板、推移 输送机、自身推进、防止煤壁垮落、超前支护、防止相邻支架之间漏 落矸石，以及防止支架下滑等功能。本文介绍了综采工作面液压支架 的倒架现象以及相应的对策。结合我矿综炮区 7216 工作面的情况，可 以更好的认识到液压支架倒架现象的危害，做好预防工作。 关键词：液压支架；综采；倒架 采煤工作面是直接开采地下煤层的场所。 液压支架沿整个工作面装设， 排列成一条可以垂直于 l 方向推进的 “钢铁长廊 ”。在“钢铁长廊 ”下铺设 有刮板输送机， 采煤机在输送机上沿 l 方向往复运动， 装有截齿的滚筒 同时作旋转

2、运动， 将煤壁上的煤连续地切割下来， 然后经刮板输送机、 转载机和带式输送机运出工作面。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、倒架等故障现象。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事故的原因进行分析，并提出 相应的对策。1倒

3、架的原因分析 对综采工作面液压支架的倒架原因分析，概括起来有以下几方面：1.1 工作面倾角 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 倾角大于 15°以上时才予以考虑。 工作面倾角对倒架的影响主要表现在 两个方面，一是存在下滑分力，二是支架重心偏离支架底座中心使支 架稳定性降低。以zy6800-1"36型支架为例，其底座宽度为 1430 1600mm,如果正常采高为2. 6m左右，支架顶梁重心高度为 2. 5m 左右，当煤层倾角为 15°时，支架顶梁重心偏移支架底座中心 700mm 左右。但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

4、得多,即使在工作面倾角等于 15°时,支架的稳定性仍然没有问题。因 此,对于倾角小于 10°的工作面,工作面倾角对支架倒架的影响很小, 故不用考虑。1.2 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

5、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 l5 °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 支架侧护板安装方向 支架侧护板具有防漏矸及调架作用，出厂时活动侧护板一般安装在支 架右侧。有人认为，如果是回采右工作面，活动侧护板刚好在支架下 方，拉移支架后可利用本身的活动侧护板进行调架，使支架不容易倒 架。如果是回采左工作面，活动侧护板刚好在支架上方，拉移支架后 不但不能利用本身的活动侧护板进行调架，而且还容易使支架倒架。 其实，这种说法是不正确的。首先，回采左工作面，虽然不能利用本 身的活动侧护板

6、进行调架，但可以收本架活动侧护板，用下临架的活 动侧护板伸出进行调架。其次，回采实践证明，回采左工作面并没有 经常发生倒架现象，回采右工作面也没有避免倒架的发生。第三，利 用活动侧护板进行调架，其作用是有限的，因为支架的活动侧护板的有效行程一般为150200mm,大多为170mm,支架正常时的架间间 隙为50 90mm，所以只有在支架轻微倒斜的情况下对支架进行微调。 第四,即使回采倾斜角度大于 15°的工作面,只要机头第一架站直不倒, 工作面输送机平直,活动侧护板就不会使中间支架发生倒架。因此, 活动侧护板的安装方向根本不是支架倒架的原因。1.4 操作方法不当 支架的正确操作是综采工

7、作面质量标准化的重要保证,但操作不当是否会引起工作面支架的倒架呢 ?显然不能一概而论。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。1.5 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

8、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。 下面我们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，深人分析工作面角度伪斜对支架的影响，从而得出正 确的结论。(1) 工作面设备的连接结构。我们都知道，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导杆相绞接，推移导杆通过万向接 头与工作面输送机相绞接。推移导杆沿工作面倾斜方向有 300600mm 的摆动间隙，支架架间正常时的

9、最大间隙为120mm，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 030mm内变化。随着工作面的向前推进，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，推移导杆走正，支架架间间隙正常，就不会发生倒架现象。(2) 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 10mm 以下，挤得紧时 为05mm。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。可见，输送机上窜过程中与支架的相互作用是一

10、个正 反馈过程。由于输送机宽度小，重量轻，而支架长，吨位大。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，比上窜速度小 得多当输送机上窜超过600800mm,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。输送机上窜的越多，支架倒的就越多，大范围倒架事故 就这样发生了。(3) 同理，当工作面伪斜角度过小时，工作面输送机从机尾开始下滑，下滑超过600800mm,机尾段的支架就要倒架。1.6 输送机直线保持输送

11、机直线是保证煤壁直线、支架直线的关键。在井下回采过程 中，因种种原因， 输送机直线最容易出现问题， 而且往往是中间落后。如果输送机中间严重落后，就相当于同时甩机头和机尾，会使输送机 从两头往中间挤压收缩，从而导致机头和机尾两头都短，机头机尾段 的支架都倒架。出现这种情况后，如果看不准，方法不当，局部性的多过某一段，或 者这个班过机头，那个班过机尾，没有正确的统一指挥，倒架事故不 但得不到尽快地处理，使情况好转，而且还会使倒架范围扩大，甚至 导致整个工作面支架都倒架。2防治对策 从以上分析可知，对于近水平的综采工作面，工作面伪斜、输送机直 线是影响支架倒架的主要因素，因此保持好输送机直线，调整好工作 面的伪斜角度，是防止输送机上窜下滑和支架倒架的最根本途径。对于煤层倾角大于 l5 °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，超高和操作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) 对机头第一架采取防倒措施，使之站正不倒，给工作面中间支架提 供稳定的支点。(2) 拉移支架从机头第一架开始往机尾方向顺序移架，在移架过程中要 注意调架。(3) 搞好工作面工程质量，顶底板割直割平，防止出现错台阶和超高， 保持支架有效承载。(4) 加强支架的检修