液壓支架倒架的原因分析與對(duì)策

文/黃學(xué)超，淮南礦業(yè)集團(tuán)朱集東煤礦

1 倒架的原因分析

對(duì)綜采工作面液壓支架的倒架原因分析，概括起來有以下幾方面：

1.1 工作面傾角

對(duì)于近水平綜采工作面，工作面傾角對(duì)支架倒架的影響很小，只有當(dāng)傾角大于15°以上時(shí)才予以考慮。工作面傾角對(duì)倒架的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)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(wěn)定性降低。以ZY6800-17／36型支架為例，其底座寬度為1430～1600 mm，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(dāng)煤層傾角為15°時(shí)，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(gè)支架重心要低得多，即使在工作面傾角等于15°時(shí)，支架的穩(wěn)定性仍然沒有問題。因此，對(duì)于傾角小于10°的工作面，工作面傾角對(duì)支架倒架的影響很小，故不用考慮。

1.2 支架超高

當(dāng)實(shí)際采高大于支架的最大設(shè)計(jì)高度時(shí)，即為支架超高。很多人認(rèn)為，支架一旦超高，支架不接頂，支架處于空載狀態(tài)，容易倒架。這種觀點(diǎn)，看似有理，實(shí)則不然。這是因?yàn)椋浩湟唬ぷ髅嬷Ъ艹咭话闶蔷植啃缘模R近不超高的支架對(duì)超高支架起到了限制和穩(wěn)定作用，在工作面傾角小于15°時(shí)，沒有人為外力迫使其倒架，其支架自身的穩(wěn)定性足以克服倒架的發(fā)生；其二，支架超高后，頂板壓力作用到煤壁，煤壁容易發(fā)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(fā)生掉頂，此時(shí)支架也因頂板下沉而承載。因此，在煤層傾角小于l5°時(shí)超高是片幫掉頂?shù)闹匾颍皇侵Ъ艿辜艿闹饕蛩亍?/p>

1.3 支架側(cè)護(hù)板安裝方向

支架側(cè)護(hù)板具有防漏矸及調(diào)架作用，出廠時(shí)活動(dòng)側(cè)護(hù)板一般安裝在支架右側(cè)。有人認(rèn)為，如果是回采右工作面，活動(dòng)側(cè)護(hù)板剛好在支架下方，拉移支架后可利用本身的活動(dòng)側(cè)護(hù)板進(jìn)行調(diào)架，使支架不容易倒架。如果是回采左工作面，活動(dòng)側(cè)護(hù)板剛好在支架上方，拉移支架后不但不能利用本身的活動(dòng)側(cè)護(hù)板進(jìn)行調(diào)架，而且還容易使支架倒架。其實(shí)，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(dòng)側(cè)護(hù)板進(jìn)行調(diào)架，但可以收本架活動(dòng)側(cè)護(hù)板，用下臨架的活動(dòng)側(cè)護(hù)板伸出進(jìn)行調(diào)架。其次，回采實(shí)踐證明，回采左工作面并沒有經(jīng)常發(fā)生倒架現(xiàn)象，回采右工作面也沒有避免倒架的發(fā)生。第三，利用活動(dòng)側(cè)護(hù)板進(jìn)行調(diào)架，其作用是有限的，因?yàn)橹Ъ艿幕顒?dòng)側(cè)護(hù)板的有效行程一般為l50～200mm，大多為170 mm，支架正常時(shí)的架間間隙為50～90mm，所以只有在支架輕微倒斜的情況下對(duì)支架進(jìn)行微調(diào)。第四，即使回采傾斜角度大于15°的工作面，只要機(jī)頭第一架站直不倒，工作面輸送機(jī)平直，活動(dòng)側(cè)護(hù)板就不會(huì)使中間支架發(fā)生倒架。因此，活動(dòng)側(cè)護(hù)板的安裝方向根本不是支架倒架的原因。

1.4 操作方法不當(dāng)

支架的正確操作是綜采工作面質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化的重要保證，但操作不當(dāng)是否會(huì)引起工作面支架的倒架呢? 顯然不能一概而論。當(dāng)工作面傾角小于15°時(shí)，支架自身穩(wěn)定性好，操作不當(dāng)可能會(huì)引起個(gè)別支架倒架是局部性的，并且很快會(huì)得到糾正。當(dāng)工作面傾角大于15°時(shí)，支架自身穩(wěn)定性大大降低，操作不當(dāng)就可能會(huì)引起嚴(yán)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(dāng)，后面的支架跟著倒，發(fā)生連鎖反應(yīng)，就可能演變?yōu)閲?yán)重的倒架事故了。

1.5 工作面?zhèn)涡惫芾硎Э?/p>

綜采工作面?zhèn)涡惫芾硎蔷C采技術(shù)管理的關(guān)鍵，工作面?zhèn)涡闭{(diào)整不當(dāng)，一旦失控，不但會(huì)使工作面輸送機(jī)上竄下滑，上下出口不暢，難以管理，而且會(huì)使工作面支架發(fā)生大范圍的倒架事故，頂板管理失控，片幫、掉頂頻繁，嚴(yán)重影響工作面的安全生產(chǎn)。現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)豐富的人都有這樣的體會(huì)，而現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)不足的人，認(rèn)為偽斜管理與工作面支架倒架沒有什么直接的聯(lián)系，偽斜管理失控不是工作面支架倒架的主要原因。下面我們從工作面設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作面推進(jìn)過程中支架與輸送機(jī)相互作用原理人手，深人分析工作面角度偽斜對(duì)支架的影響，從而得出正確的結(jié)論。

1.6 輸送機(jī)直線

保持輸送機(jī)直線是保證煤壁直線、支架直線的關(guān)鍵。在井下回采過程中，因種種原因，輸送機(jī)直線最容易出現(xiàn)問題，而且往往是中間落后。如果輸送機(jī)中間嚴(yán)重落后，就相當(dāng)于同時(shí)甩機(jī)頭和機(jī)尾，會(huì)使輸送機(jī)從兩頭往中間擠壓收縮，從而導(dǎo)致機(jī)頭和機(jī)尾兩頭都短，機(jī)頭機(jī)尾段的支架都倒架。

出現(xiàn)這種情況后，如果看不準(zhǔn)，方法不當(dāng)，局部性的多過某一段，或者這個(gè)班過機(jī)頭，那個(gè)班過機(jī)尾，沒有正確的統(tǒng)一指揮，倒架事故不但得不到盡快地處理，使情況好轉(zhuǎn)，而且還會(huì)使倒架范圍擴(kuò)大，甚至導(dǎo)致整個(gè)工作面支架都倒架。

2 防治對(duì)策

從以上分析可知，對(duì)于近水平的綜采工作面，工作面?zhèn)涡薄⑤斔蜋C(jī)直線是影響支架倒架的主要因素，因此保持好輸送機(jī)直線，調(diào)整好工作面的偽斜角度，是防止輸送機(jī)上竄下滑和支架倒架的最根本途徑。

對(duì)于煤層傾角大于l5°的綜采工作面，工作面?zhèn)涡薄⑤斔蜋C(jī)直線是影響支架倒架的主要因素，超高和操作是影響支架倒架的次要因素，除保持好輸送機(jī)直線，調(diào)好工作面?zhèn)涡蓖猓€要采取以下措施：

2.1 對(duì)機(jī)頭第一架采取防倒措施，使之站正不倒，給工作面中間支架提供穩(wěn)定的支點(diǎn)。

2.2 拉移支架從機(jī)頭第一架開始往機(jī)尾方向順序移架，在移架過程中要注意調(diào)架。

2.3 搞好工作面工程質(zhì)量，頂?shù)装甯钪备钇剑乐钩霈F(xiàn)錯(cuò)臺(tái)階和超高，保持支架有效承載。

2.4 加強(qiáng)支架的檢修，杜絕漏竄，防止支架自動(dòng)下降，移架后要升緊，保證支架達(dá)到初撐力。

3 結(jié)語

煤礦應(yīng)該嚴(yán)格加強(qiáng)液壓支架的管理，規(guī)范操作，防止液壓支架發(fā)生倒架現(xiàn)象，保證礦井的安全生產(chǎn)。