綜采液壓支架倒架原因分析及防范措施

摘要：分析造成1111（3）綜采工作面液壓支架倒架的原因，總結倒架的處理方法，并且提出的“邊推進邊調整”的方法，取得了較好效果，可以在條件類似工作面應用。

關鍵詞:大傾角 綜采工作面 鉆場

1. 工作面概況

大傾角煤層一般多指30°～55°傾角的煤層，采煤機械化在大傾角工作面回采過程中設備的防滑及綜采支架的防倒一直是管理和技術的難點。

1111（3）工作面是淮南礦業集團潘北礦的首采面，開采13-1槽煤，工作面傾斜長170m，走向長1385m，傾角為30～49°，平均煤厚4.0m。工作面上下風巷均采用5#U29型棚支護，斷面尺寸：寬5.0m，高3.7m。

工作面采用區內后退走向長壁式，一次采全高綜合機械化采煤法。煤層地質情況，采高為2.5～4.5m。跟C13-1煤頂板回采。工藝流程為：打三角煤→割煤→移架→推移刮板輸送機→斜切進刀 。采用MG500/1130-WD型采煤機落煤，其截深0.865m。煤機采取端頭斜切式進刀，采煤機的割煤方式為雙向割煤，煤機往返一次進兩刀。工作面使用SGZ-800/1050刮板輸送機，將采煤機落下的煤炭運至機巷，機巷使用SZZ800/315轉載機、DSJ120/160/2×250皮帶機將煤炭運出工作面。工作面使用ZZ6400/22/45支架(100架)、ZZG6400/22/45過渡支架(6架)。支架倒架影響范圍為第91架至第106架。移架采用分段隨機作業，按順序移架。

2. 液壓支架倒架原因分析

2.1 鉆場因素

（1）支架倒架時工作面上風巷正在過4#鉆場，其巷道凈寬為3.0m，凈高3.0m，U型支護。該鉆場設計為上風巷內側撥門按35°向上施工，施工長度為5m的“T”型頂板鉆場，如圖1。

（2）過鉆場時，加強支護方法為：首先，在鉆場入口向內第八棚（“U”型棚）處，架設木垛，所裝木垛規格為：托木為Φ0.18m×3.0m圓木，枕木為Φ0.18m×1.4～2.0m雙面扒皮料。然后，第一棚至第七棚棚間架設木梯型棚，加強支護，所架梯形棚規格為：棚梁、棚腿Φ0.18m×2.4m圓木，如圖2。

（3）在過鉆場期間，該鉆場出現一個走向長為17m傾向長為4m的高冒帶，受它影響，上風巷整體壓力大，頂板破碎，導致第106架不能降架。因為在操作降架時，頂板整體下沉，大塊冒落。頂板破碎時，也未及時上木料、聯雙層網，以至于最后爛網，造成漏頂。事情發生后，發現第106架上幫被擠壓死，包括底座、前梁和頂梁。上風巷當時有兩根U型棚腿（位于上風巷鉆場口）未回，U型棚梁和木料伸入掩護梁和后立柱之間，第95架和第96架也出現咬架現象。

2.2 推進進度因素

（1） 該面在倒架期間，工作面第75架至第104架正位于由DF10（217°∠30-60°H=10m）及FX2（125°∠30-70°H=8m）所組成的1號異常區，回采時該段為全巖，受此影響，在斷層附近出現頂板壓力大、破碎、易冒頂及片幫現象，其巖性為細砂巖，密度小，硬度大。在生產中，不得不對區域內硬度比較大的塊段進行打眼放炮，進而造成工作面進尺緩慢，因此不能及時把采空區的頂板來壓甩進老塘。

（2） 在過鉆場期間，由于出煤系統及工作面采煤機故障影響，造成長時間停留冒落區域(合計有5天)，違背了工作面老頂來壓前迅速過鉆場的措施。

（3）工作面上部因為斷層而放炮，煤機割煤時滿刀不足0.8m，進而抵車不夠，且工作面急于向下找直刮板輸送機而造成上部進尺緩慢。

2.3 傾角原因

（1） 由于煤層傾角較大（40°），支架重力沿煤層傾向的分力大于支架底座和底板間的摩擦力，便可產生側向移動。

（2） 對支架正常和倒架兩種狀態進行受力分析，如圖3、圖4。其中圖3為支架正常平衡狀態，圖4為支架倒架時狀態，支架頂底不平，受力不均，愈演愈烈，重心前移，產生合力而使支架傾倒，從而形成“多米諾骨牌效應”的一邊倒。

2.4 工作面偽斜管理失控

綜采工作面偽斜管理是綜采技術管理的關鍵，如果調整不當，易使工作面輸送機出現上竄下滑現象。而該面由于ｑ傾斜角度過大，從而出現刮板輸送機上竄現象，造成工作面過渡溜槽一一相對應的第106架端頭支架上幫被沒回收的U型棚抵壓死而無法與輸送機一樣上竄，造成工作面車不直，推移導桿走不正，受力不均，使得支架間正常間隙變為零，如圖5。輸送機機尾段嚴重滯后，第106架無法上勻，就使工作面處于壓縮狀態，第106架與第99架一起向中部收縮，支架底座下沉，架與架之間相互擠咬，側護板行程為0，支架無法拉動前進因此產生了支架嚴重倒架。

2.5 管理時心態問題

過鉆場時，從上到下未給予重視，習慣了工作面上端頭小度數的慣性思維。支架工在操作上也未給予大傾角、大采高綜采工作面足夠重視。煤壁片幫后，使空頂面積增大，頂板在壓力作用下破碎下沉，發生掉頂現象。

2.6 新老職工不協調

由于隊伍正常分裂，形成兩個隊伍，一線隊伍中新、老職工的比例嚴重失調。一部分職工缺乏應對復雜條件的操作技能和經驗，對異常情況不能及時反饋和主動采取或落實有效措施，也是造成倒架的一個主要原因。

3. 工作面支架倒架整改措施

3.1 確立指導思想

針對支架倒架所采取的扶架措施:根據“邊推進邊調整”的指導思想，人工施超前木棚控制頂板。

3.2 人工施超前木棚措施

工作面上部96-106架，局部前梁和掩梁出現咬架，移架非常困難，且由于該區域內支架護幫板無法正常工作，煤機無法正常截割。經研究決定在該塊段暫時采用打眼放炮人工撕幫干超前棚，形成人為假頂增加頂板的穩定性，同時逐漸降低采高增加支架本身的防傾倒能力。

用長度3.0m直徑不小于0.2m的木料架走向棚，聯雙層網護頂，每架支架架兩棚，用DZ-28單體一梁兩柱，其中木梁一頭位于支架前梁上方，空頂處必須接頂，確保滿幫滿頂。在走向木棚下方，用4.5m工字鋼沿傾斜方向托棚，使頂板形成整體，使支架升降不受頂板的影響，以便調整支架狀態，如圖5。所有單體必須拴好防倒繩，且支柱初撐力不小于規定值。

3.3 扶架時用單體送

移架過程用三根單體支柱分別打在前梁、后尾梁、頂梁上送移支架。拉架前臥液壓支架上架角并清理架角浮煤，從底板上調整支架。

4. 預防支架倒架的措施

4.1 工作面傾斜管理

在調整傾斜的過程中，往往易出現中間滯后兩端超前的狀況，需要迅速找直輸送機。因為只有輸送機成直線，煤壁和支架才能更好的成直線。如果輸送機中間嚴重滯后，就相當于同時甩機頭和機尾，會使輸送機從兩頭向中間擠壓收縮，從而導致機頭、機尾兩頭都短，易使機頭、機尾段的支架都倒架。

4.2 加強技術管理

工作面回采參數如采向、層位、采高、俯偽角、機頭機尾超前距等須嚴格控制，嚴禁隨意修改。

4.3 對支架防倒裝置進行加固

（1） 防倒裝置：1#架-3#架-5#架，安裝在支架頂梁上；

（2） 加固改造：用7根5分鋼絲繩進行加固，如圖6。

千斤頂用2根鋼絲繩加固：一端用鋼絲繩、繩卡捆綁千斤頂，另一端固定在支架頂梁上。錨鏈與馬蹬的連接處加固：一端用鋼絲繩、繩卡加固連接，另一端固定在支架頂梁上。

用一根鋼絲繩貫穿整個防倒裝置，即貫穿馬蹬、錨鏈、千斤頂，兩端分別固定在支架頂梁上。鋼絲繩與頂梁連接位置的選取：根據現場實際情況而定，在馬蹬、錨鏈斷裂時，鋼絲繩能夠有效控制防倒裝置遠距離甩出，盡可能降低防倒裝置甩出后產生的動量，鋼絲（上接92頁）繩、繩卡損壞時要及時更換。

4.4 加強職工技能培訓

加強支架工技術培訓，從而在拉架過程中尤其是頂板出現構造或頂板破碎時，能夠及時采取積極有效的措施進行處理，并能保證支架接實頂、接實底，不斷提高職工理論水平、實際操作技能和職工現場分析問題、解決問題的能力。

總結：

從這起事故中我們需要好好的學習總結、學習體驗，實際工作中應加強對支架傾倒的因素分析和控制。根據不同的倒架原因，采取不同的措施或綜合措施，杜絕倒架事故的再次發生，使綜采工作面真正發揮高產高效的作用。

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