煤礦回采工作面支架傾倒的分析與處理

趙迪謝

開灤集團東歡坨礦業分公司

煤礦回采工作面支架傾倒的分析與處理

趙迪謝

開灤集團東歡坨礦業分公司

煤層傾角是影響采場礦山壓力的主要因素之一。大傾角工作面的頂板（煤）不僅受支承壓力的作用而變形破壞，而且受傾斜方向重力分力的作用。工作面向前推進過程中，由于工作面傾角大，支架降架前移時，會因失去支撐點而偏斜或傾倒。本文談談煤礦回采工作面支架傾倒的分析與處理。

回采工作面；支架；傾倒；處理

煤層傾角是影響采場礦山壓力的主要因素之一。大傾角工作面的頂板（煤）不僅受支承壓力的作用而變形破壞，而且受傾斜方向重力分力的作用。開灤集團東歡坨礦業公司2288回采工作面位于-500水平北二采區8煤層，南至北二采區運輸上山，北至2號勘探線以南約296m，東側為已回采完畢的2286工作面，西沿向斜軸部，上方無采掘工程。

1、現場支架傾倒情況

采面60組-30組支架范圍支架傾倒，傾倒角度為5°-24°，且支架尾梁落下250mm—1150mm。如圖1、圖2所示。此段支架范圍上頂頂板破碎煤層厚度4.0-5.6m，支架托煤頂開采。此段支架較其他段支架落后1.6—4.8m。

2．支架傾倒危害分析及應對措施分析

2.1 支架傾倒對頂板的影響

支架傾倒使支架頂梁對頂板的面接觸改變為線接觸，由支護頂板改變為破壞頂板（切頂），破壞了支架上方頂板的完整性，進而造成頂板進一步破碎，增加了冒頂概率，造成循環性頂空，使支架一直處于失穩狀態，在支架自重及頂板冒落沖力的作用下，支架傾倒會越來越嚴重。基于此理論，在沒有外力干預的作用下，支架絕對不會自己走正。

應對措施：上頂鋪網，移架前在架前打板挑網。

分析：（1）鋪頂網相當于構造人工假頂，通過將上頂碎矸兜住形成一層松散型假頂，由于巖石的碎漲系數，在上頂冒落一定高度后，這層松散型假頂會與老頂接實，進而增加支架穩定性。

（2）移架時，需要先降支架（尤其是使用單體柱支架子時，會反復升降支架），這時支架上頂碎矸會從支架前梁涌出，所以必須提前在架前打板挑網，將上頂碎矸封住。

2.2 支架傾倒對機組割煤的影響

支架傾倒使支架前梁歪斜（前梁傾角比采面傾角大），前梁下側比上側低，造成機組割煤時無法將上頂割平，如頂板條件較好，上頂不易掉落，移架時前梁就會下扎，前梁下扎造成了原有支架、面溜和機組之間的空間進一步緊縮，進而使機組根本無法挑頂（機組挑頂時會割支架前梁），長此以往，支架下扎越來越嚴重，最后導致采高過低，無法走機組。

應對措施：人工挑頂或人工做超前小面。

分析：人工挑頂或人工做超前小面相當于在支架前方做假頂，防止支架前梁下扎。

2.3 支架傾倒對移架、頂溜的影響

支架傾倒將相鄰支架的架間量逐漸擠掉，支架頂梁出現擠勁，移架時架子降不下來，移架過程中頂梁走的少，架腳走的多，支架逐漸出現架腳高、架腳空的假“仰采”現象，降低了支架對頂板的支撐力。

支架傾倒會使支架產生錯茬，當錯茬大于支架前梁厚度時，上一組支架的前梁會鉆到下一組支架前梁下，這時支架滑塊處于一種空間傾斜狀態，不再與面溜垂直，頂溜別勁，移溜非常困難。

應對措施：支架從上往下放量，必要時摘連接。

分析：（1）移架時支架從上往下放量，將架間量勻至擠勁支架處，使支架不再擠勁，通過不斷向下放量，將原來傾倒支架向下的位移量找回，將支架調正。

（2）在實踐過程中，將個別頂溜特別別勁的支架摘連接后，頂溜變得相對輕松，但后期接連接會有困難。

2.4 支架傾倒往往造成支架前梁甚至尾梁的掐架。

支架傾倒會使支架產生錯茬，由于支架前梁厚度較小，鄰組支架的前梁特別容易掐架。若支架錯茬進一步增大，并且支架工移架時將支架前移太多，還有可能造成支架尾梁掐架。

支架掐架后，支架的穩定性進一步降低，由于支架失去了下組支架側護板的阻力，并且有了向下繼續傾倒的自由空間（支架上大柱與上側護板之間有400mm左右的距離），進而使整段支架的傾倒現象明顯加重；另外掐架使支架的升降自由度明顯減小，對使用單體柱向上支架子造成很大困難。

應對措施：（1）從上向下放量，將架間量放至掐架處，將掐架支架摘開。

（2）在已掐架地段的支架頂梁下戧好柱子或加好防倒千斤頂，防止支架進一步傾倒。

3、支架傾倒角度觀測分析

經分析得出如下結論：由于從上向下放量，靠上部的支架先有量，所以靠上部的支架傾倒角度先減小；靠下部的支架由于架間沒量，向前移架過程中，支架會進一步傾倒；待將架間量勻至下部支架后，支架傾倒角度會逐漸減小。所以下部支架傾倒角度會出現先增大后減小的現象；35組與36組支架為一對掐架支架（36組支架整組卡在35組頂梁下），所以36組及36組以上支架傾角明顯比35組大，并且持續了很長一段時間，直至兩組支架分開。