大型綜采支架倒架原因及快速調架技術研究

徐玉新

【摘 要】液壓支架是煤礦綜采工作面的重要設備，且數量最多，它能否正常工作，對整個工作面的安全生產和高產高效至關重要。如何使用并管好綜采工作面的液壓支架，使之不發生倒架事故，就顯得非常重要。因此，有必要對綜采工作面液壓支架倒架事故的原因進行分析，并提出相應的調架技術。

【關鍵詞】支架倒架；原因；調架技術

1 問題的提出

某礦礦13#槽煤綜采工作面采用的ZY9200/25/50D型掩護式液壓支架，其自身重量達到36.3T，其支護寬度1.66～1.86m。在地質異常區尤其頂板破碎情況下，支架重心很容易失穩，造成支架倒架。而一旦倒架嚴重，使用支架自身側護板調架，支架不能調正，反而使其下側支架在擠壓下也倒架，使倒架范圍擴大，嚴重影響工作面安全生產。這種情況下，傳統工藝一般采用支設單體支柱方式調架，危險隱患較大，效率低，調架效果不明顯。所以我在實踐中總結了一套快速安全的倒架調架工藝。

2 倒架的原因分析

對綜采工作面液壓支架的倒架原因，概括起來有以下幾方面：

2 .1 工作面傾角

對于近水平綜采工作面，工作面傾角對支架倒架的影響很小，只有當傾角大于15°以上時才予以考慮。工作面傾角對倒架的影響主要表現在兩個方面，一是存在下滑分力，二是支架重心偏離支架底座中心使支架穩定性降低。以QY200-14/31型支架為例，其底座寬度為1.1m，如果正常采高為2.6m左右，支架頂梁重心高度為2.5m左右，當煤層傾角為15°時，支架頂梁重心偏移支架底座中心700mm左右。但考慮到支架頂梁與底座有連桿相連，加之整個支架重心要低得多，即使在工作面傾角等于15°時，支架的穩定性仍然沒有問題。因此，對于傾角小于10°的工作面，工作面傾角對支架倒架的影響很小，故不用考慮。

2.2 支架超高

當實際采高大于支架的最大設計高度時，即為支架超高。很多人認為，支架一旦超高，支架不接頂，支架處于空載狀態，容易倒架。這種觀點，看似有理，實則不然。這是因為：其一，工作面支架超高一般是局部性的，臨近不超高的支架對超高支架起到了限制和穩定作用，在工作面傾角小于15°時，沒有人為外力迫使其倒架，其支架自身的穩定性足以克服倒架的發生；其二，支架超高后，頂板壓力作用到煤壁，煤壁容易發生片幫，片幫后使空頂面積增大，頂板在壓力作用下破碎下沉，容易發生掉頂，此時支架也因頂板下沉而承載。因此，在煤層傾角小于15°時，超高是片幫掉頂的重要原因，而不是支架倒架的主要因素。

2.3 支架側護板安裝方向

支架側護板具有防漏矸及調架作用，出廠時活動側護板一般安裝在支架右側。有人認為，如果是回采右工作面，活動側護板剛好在支架下方，拉移支架后可利用本身的活動側護板進行調架，使支架不容易倒架。如果是回采左工作面，活動側護板剛好在支架上方，拉移支架后不但不能利用本身的活動側護板進行調架，而且還容易使支架倒架。其實，這種說法是不正確的。首先，回采左工作面，雖然不能利用本身的活動側護板進行調架，但可以收本架活動側護板，用下臨架的活動側護板伸出進行調架。其次，回采實踐證明，回采左工作面并沒有經常發生倒架現象，回采右工作面也沒有避免倒架的發生。第三，利用活動側護板進行調架，其作用是有限的，因為支架的活動側護板的有效行程一般為150～200mm，大多為170mm，支架正常時的架間間隙為50～90mm，所以只有在支架輕微倒斜的情況下對支架進行微調。第四，即使回采傾斜角度大于15°的工作面，只要機頭第一架站直不倒，工作面輸送機平直，活動側護板就不會使中間支架發生倒架。因此，活動側護板的安裝方向根本不是支架倒架的原因。

2.4 操作方法不當

支架的正確操作是綜采工作面安全生產標準化的重要保證，但操作不當是否會引起工作面支架的倒架呢？顯然不能一概而論。當工作面傾角小于15°時，支架自身穩定性好，操作不當可能會引起個別支架倒架，是局部性的，并且很快會得到糾正。當工作面傾角大于15°時，支架自身穩定性大大降低，操作不當就可能會引起嚴重的倒架事故。特別是第一組支架要采取防倒措施，否則第一架一倒，再加上操作不當，后面的支架跟著倒，發生連鎖反應，就可能演變為嚴重的倒架事故了。

2.5 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，工作面偽斜調整不當，一旦失控，不但會使工作面輸送機上竄下滑，上下出口不暢，難以管理，而且會使工作面支架發生大范圍的倒架事故，頂板管理失控，片幫、掉頂頻繁，嚴重影響工作面的安全生產。現場經驗豐富的人都有這樣的體會，而現場經驗不足的人，認為偽斜管理與工作面支架倒架沒有什么直接的聯系，偽斜管理失控不是工作面支架倒架的主要原因。

3 調架技術介紹

3.1調架工器具

固千斤頂（SZZ1000/400型轉載機推移千斤頂）、18.5mm鋼絲繩配套繩卡、SZZ1000/400型轉載機鏈條、蝴蝶扣、10#高壓液壓膠管配合截止閥。

3.2 調架方法

（1）將錨固千斤頂缸體端使用多股18.5mm鋼絲繩配合三幅繩卡固定在待調支架上側5架外的刮板運輸機齒條上。

（2）從支架引10#高壓液壓膠管配合截止閥，為錨固千斤頂供液。

（3）將錨固千斤頂活塞桿伸出，使用SZZ1000/400型轉載機鏈條配合蝴蝶扣一端固定在錨固千斤頂桿端，另一端固定在待調支架（一次可以調3～4架，鏈條固定在該組待調支架最下面一架）頂梁下起吊環上。

（4）待調支架拉以前，稍微降柱，動作側護板，將錨固千斤頂供液收回帶上力即可停止供液；將待調支架拉移一個步距，暫不升柱，將錨固千斤頂供液收，待調支架架型正后，升柱，支架接頂，一個調架循環完成。

（5）錨固千斤頂供液將活塞桿伸出，將固定在支架頂梁上的鏈條取下，連接在下一組支架頂梁上，開始下一組待調支架調架工序。

（6）調整支架施工結束，將所有工器具拆卸回收，分類備放在工作面機尾。

4經濟和社會效益

該技術所用工器具都是我們綜采工作面用到的，日常見到的，沒有太高的操作要求，操作簡單；該技術避免了單體調架的安全威脅；該技術在錨固千斤頂固定后，只是連接鏈條，比抬扛單體輕松，職工大大節省體力。單體調架一次只能調整一架，該技術工藝一組3～4架可以一次調整完成，大大提高了效率。單體調架往往調架效果很小，需要多個布局才能將支架調整100mm左右，倒架嚴重時，只能維持現狀，支架倒架得不到根本改觀。該技術工藝一個步距就可以將支架頂梁向上調整300～400mm，甚至更多，基本一次將架型調正。

5 結束語

該技術在多次工作面調架實踐中，在基本沒有影響安全生產的情況下，最短時間將支架調整好，使工作面保持了正常生產，產量得到保證，經濟效益和社會效益巨大。

（作者單位：昔陽安順煤業有限公司）