大采高綜采工作面液壓支架倒架原因及預(yù)防措施

邱世杰

（潞安集團左權(quán)阜生煤業(yè)有限公司， 山西　晉中　032600）

引言

液壓支架在大采高綜采工作面回采過程中起著重要作用，也是工作面中數(shù)量最多且最重要的機械設(shè)備，液壓支架能否正常工作對工作面安全高效生產(chǎn)至關(guān)重要，但是液壓支架在實際應(yīng)用中由于操作不當(dāng)、工作面地質(zhì)條件影響以及支架參數(shù)設(shè)計不合理等因素影響，使液壓支架經(jīng)常出現(xiàn)倒架、自動降架等現(xiàn)象，嚴重制約著工作面回采效率，特別是液壓支架出現(xiàn)倒架時對生產(chǎn)影響最大，一旦工作面出現(xiàn)倒架，不僅是一個支架，可能是幾個甚至是十幾個支架。在處理倒架時不僅處理時間長，投入大型設(shè)備多，難度大，而且倒架后頂板處于暴露狀態(tài)，在處理倒架存在很大的安全隱患。根據(jù)山西煤炭廳不完全數(shù)據(jù)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，山西部分煤礦在處理倒架時經(jīng)常出現(xiàn)人員傷亡事故，如塔山煤礦2013年8201大采高綜采工作面在處理倒架時由于倒架處頂板無法維護且暴露時間較長，致使頂板垮落，造成5人重傷，部分機電設(shè)備損壞，煤礦直接經(jīng)濟損失達120萬元。由此可見加強液壓支架安全管理，避免支架出現(xiàn)倒架顯得非常重要，所以在工作面機電設(shè)備管理過程中必須對液壓支架倒架事故原因進行合理分析，并根據(jù)實際生產(chǎn)條件采取合理有效的對策措施。

1　倒架的原因分析

1.1　工作面傾角增大

一般傾角煤層對綜采工作面支架倒架影響較大，特別是工作面傾角大于15°時倒架現(xiàn)象更加嚴重，工作面傾角對倒架影響主要體現(xiàn)在以下幾方面：一是支架存在側(cè)向下滑力；二是在傾斜工作面中支架的中心與支架原中心發(fā)生偏移，從而造成支架穩(wěn)定性降低。如潞安集團左權(quán)阜生礦1101工作面采用ZY12000/29/64型液壓支架，其底座寬度為1.75 m，工作面采煤高度為6.0 m，則支架頂梁重心高度為4.8 m，若工作面煤層傾角為15°時液壓支架重心將偏移0.7 m左右，當(dāng)工作面傾角大于15°時支架重心偏移量也隨之增大，當(dāng)支架重心偏移到一定程度時支架自重?zé)o法確保支架穩(wěn)定就會出現(xiàn)倒架。

1.2　采高大于支架設(shè)計高度

工作面煤層超高或液壓支架參數(shù)選擇不合理造成支架高度低于采高，從而出現(xiàn)支架不接頂現(xiàn)象。支架一旦不接頂，會出現(xiàn)空載狀態(tài)，若傾角煤層在進行移架時，支架頂梁與頂板相互作用力小或不具有相互作用力，從而無法平衡支架側(cè)向重力分力，容易出現(xiàn)倒架。

1.3　操作方法不當(dāng)

工作面在回采期間必須正確操作液壓支架，只有這樣才能有效避免支架出現(xiàn)的各種故障，在不同傾角煤層中支架操作失誤會造成不同程度的倒架現(xiàn)象，當(dāng)煤層傾角小于15°時若支架操作不當(dāng)，支護對個別支架造成倒架，具有局部性，但當(dāng)煤層傾角大于15°時由于此時支架自身穩(wěn)定性大大降低，若第一組支架未采取有效地防倒措施且支架操作失誤很容易造成大面積倒架現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)重大安全事故。

1.4　工作面傾斜管理失控

液壓支架主要通過推移千斤頂及推移導(dǎo)桿與工作面刮板輸送機相連，正常情況下支架推移導(dǎo)桿與工作面傾斜方向存在300～600 mm擺幅，而支架間最大間隙為120 mm，刮板輸送機在彎曲時刮板槽之間間隙最大為30 mm，工作面在正常推進時工作面?zhèn)涡苯嵌冗m當(dāng)，支架與刮板輸送機推移協(xié)調(diào)得當(dāng)不會出現(xiàn)倒架現(xiàn)象，但當(dāng)工作面?zhèn)涡苯嵌容^大時刮板輸送機在推移時機頭段會出現(xiàn)上竄現(xiàn)象，此時輸送機刮板槽處于受壓狀態(tài)，槽與槽間間隙變小，同時輸送機上竄后支架推移導(dǎo)桿會向機尾方向偏斜，當(dāng)再次移架時支架在偏斜導(dǎo)桿的作用下會像輸送機機尾方向偏移，支架偏移后再次推溜，又加速輸送機上竄，當(dāng)輸送機上竄高度達到600 mm時機頭段支架導(dǎo)桿處于嚴重偏斜狀態(tài)且與支架底座存在阻力，支架在阻力作用下支架底座向機尾方向移動而支架頂梁不動，從而造成支架倒架現(xiàn)象。

2　液壓支架倒架預(yù)防措施

2.1　加強液壓支架調(diào)整工作

綜采工作面液壓支架一般采用動態(tài)調(diào)整和原地調(diào)整兩種調(diào)整方式，在移架期間通過對整體支架自上而下進行調(diào)整，直至達到理想狀態(tài)即為動態(tài)調(diào)整，如果在移架期間一個或幾個支架出現(xiàn)問題時，在原地對支架進行調(diào)整即為原地調(diào)整，一般情況對支架采用原地調(diào)整時需先進行清理，確保支架底座平整干凈，便于后期扶架工作。在扶架過程中，一般采用2～3根單體柱扶正支架，支架扶正后單體柱留在原位，以防支架再次發(fā)生傾倒，采用支柱法進行扶架不僅確保了支架快速扶正，而且還能幫助支架向前移動，使支架達到基本的穩(wěn)定狀態(tài)[1]。

2.2　確保刮板輸送機直線運行

由于工作面施工條件差、操作失誤，工作面刮板輸送機在運轉(zhuǎn)時很難保證直線狀態(tài)，從而造成工作面端頭支架出現(xiàn)倒架，所以在實際生產(chǎn)過程中在推移輸送機后移架前及割煤前，再次對輸送機進行調(diào)整，保證輸送機能夠直線運行[2]，從而降低端頭架倒架事故率。

2.3　加強工作面?zhèn)涡惫芾砜刂?/h3>

其一，工作面端頭支架采取防倒措施，為其他支架提供穩(wěn)定的支點；其二，在移架時應(yīng)按順序進行，一般是從機頭向機尾方向依次拉架，在移架期間及時對支架進行動態(tài)調(diào)整，確保支架能夠平穩(wěn)移動[3]；其三，割煤時嚴禁留底煤，必須保證工作面底板平整無臺階，若底板不平整必須采取措施進行處理，確保底板對支架具有均勻穩(wěn)定的承載力；其四，加強液壓支架檢修工作，確保支架液壓系統(tǒng)完好，特別是對立柱進行檢修維護，避免出現(xiàn)支架子將或支撐力不足現(xiàn)象[4]。

2.4　其他措施

加強對液壓支架操作工、檢修工專業(yè)知識培訓(xùn)，提高其專業(yè)能力，避免因人為操作失誤造成倒架事故，同時支架出現(xiàn)故障能夠及時發(fā)現(xiàn)并進行維修[5]。

3　結(jié)語

大采高綜采工作面在回采過程中經(jīng)常出現(xiàn)倒架現(xiàn)象，支架倒架原因較多，但最常見的原因主要表現(xiàn)在工作面傾角加大、工作面輸送機不平直以及工作面?zhèn)涡惫芾聿坏轿坏取Ｋ詾榇_保工作面支架能夠安全穩(wěn)定推移以及充分發(fā)揮支架作用，必須對支架倒架主要原因進行分析，并根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的措施，減少支架倒架事故。

[1]張志強.綜采工作面液壓支架倒架處理方法[J].機電信息，2004（2）：45-46.

[2]任治飛.綜采工作面液壓支架倒架的原因及糾正[J].機械管理開發(fā)，2016（11）：192-193.

[3]劉建輝.綜采工作面液壓支架倒架原因分析及對策[J].中州煤炭，2014（8）：122-123.

[4]冉星仕.綜采工作面液壓支架倒架的原因及對策[J].煤礦機械，2005（10）：78-79.

[5]白金海.綜采工作面液壓支架倒架原因及處理[J].江西煤炭科技，2016（5）：35-37.