煤矿综采工作面液压支架倾倒的原因及其防控措施

[摘要]本文分析综采工作面液压支架倾倒的原因，提出支架防止倾倒的控制措施

[关键词]综采工作面；液压支架；倾倒；原因；措施

1　引言

煤矿综采工作面，使用最多的设备就算是液压支架了，能否正常工作，决定着工作面实现安全、高效生产的重要问题。在正常生产的过程中，液压支架还容易出现自动降架、死架、倒架等故障现象。除了支架倒架外，其他故障只是局部性的，容易处理，对生产影响也较小。若出现倒架事故，就不仅是几架的问题了，多则几十架，处理难度就大了，周期也长，就会影响正常的安全生产。因此，使用好、管理好液压支架，避免倒架事故的发生，着对于实现安全高效生产至关重要。在此，我们很有必要对液压支架倒架事故产生的原因进行分析、研究，并提出相应的预防和控制措施。

2　造成支架倒架的原因

根据我公司多年的综采工作面开采经验，究其液压支架倒架的原因，主要集中在有以下几方面所造成的。

1）工作面倾角的影响。对于近水平综采工作面，其倾角对支架倒架的影响很小，只有当倾角大于15°以上时，不得不考虑之。一是下滑分力存在，二是支架重心偏离支架底座中心，其稳定性降低。这两点是工作面倾角对倒架产生的影响。对于倾角小于10°的工作面，倾角对支架倒架的影响很小，可不考虑。

2）支架超高的影响。实际采高大于支架的最大设计高度，即支架超高。很多人认为，支架一旦超高，支架不接顶，支架处于空载状态，容易倒架。实则不然，这因为：一是工作面支架超高一般是局部性的，临近不超高的支架对超高支架起到了限制和稳定作用，在工作面倾角小于15°时，没有人为外力迫使其倒架，其支架自身的稳定性足以克服倒架的发生；二是支架超高后，顶板压力作用在煤壁，煤壁容易发生片帮，片帮后使空顶面积增大，顶板在压力作用下破碎下沉，容易发生掉顶，此时支架也因顶板下沉而承载。所以，煤层倾角小于15°时，超高是片帮掉顶的重要原因，不是支架倒架的主要原因。

3）支架侧护板安装方向的影响。安装支架侧护板时为了防止漏矸和调架作用。支架出厂时，活动侧护板一般安装在支架的右侧。认为，如果回采右工作面，活动侧护板正好在支架下方，拉移支架后可利用本身的活动侧护板进行调架，使支架不容易倒架。若回采左工作面，活动侧护板刚好在支架上方，拉移支架后不但不能利用本身的活动侧护板进行调架，还容易使支架倒架。其实，这种考虑不正确。回采左工作面，虽然不能利用本身的活动侧护板进行调架，但可以收本架活动侧护板，用下临架的活动侧护板伸出进行调架。回采实践也证明，回采左工作面并没有经常发生倒架现象，回采右工作面也没有避免倒架的发生。再说，利用活动侧护板进行调架，作用有限，因为支架的活动侧护板有效行程仅150-200mm，支架正常时的架间间隙就为50-90mm，所以只有在支架轻微倒斜的情况下对支架进行微调。

4）工作中操作方法不当的影响。正确操作支架是综采工作面质量标准化的重要保证。当工作面倾角小于15°时，支架自身稳定性好，操作不当只是会引起个别支架倒架，呈局部性，也能很快得到纠正。当工作面倾角大于15°时，支架自身稳定性大大降低，操作不当就可能引起严重的倒架事故。特别是第一组支架要采取防倒措施，否则第一架倒架，再加上操作不当，后面的支架容易跟着倒，以致连锁反应，就可能形成大面积的倒架事故了。

5）工作面伪斜管理失控的影响。综采工作面伪斜管理，则是技术的关键。伪斜调整不当，一旦失控，不但会使工作面输送机上窜下滑，上下出口不畅，难以管理，且会使工作面支架发生大范围的倒架，顶板管理失控，片帮、掉顶频繁，严重影响工作面的安全生产。无现场经验的人认为，伪斜管理与工作面支架倒架没直接联系，伪斜管理失控不是工作面支架倒架的主要原因。在此，从设备的结构、工作面推进过程中支架与输送机相互作用原理入手，深入分析角度伪斜对支架的影响。①工作面设备的连接结构。支架推移千斤顶绞接于支架底座上，推移千斤顶又与推移导杆相绞接，推移导杆通过万向接头与工作面输送机相绞接。推移导杆沿工作面倾斜方向有300-600mm的摆动间隙，支架架间正常时的最大间隙为120mm，工作面输送机中部槽之间。设计考虑推移时的弯曲度，最大间隙可在0-30mm内变化。随着工作面的向前推进，工作面伪斜的变化，必然导致工作面输送机中部槽及支架架间间隙的变化。若伪斜适当，输送机平直，推移导杆走正，支架架间间隙正常，就不会发生倒架。②伪斜角度过大时，输送机从机头开始上窜，输送机溜槽处于受压状态，间隙变小（一般为10mm以下，挤得紧时为0-5mm）。输送机上窜后带动推移导杆向机尾方向偏斜，拉架时偏斜后的导杆牵着支架也往机尾方向偏移，支架偏移后再次推溜时，又加速输送机上窜。可见输送机上窜过程中与支架的相互作用是一个正反馈过程。由于输送机宽度小，重量轻，而支架长，吨位大，所以输送机上窜速度快，支架要改变其原来的方向比较慢，比上窜速度小得多。上窜超过600-800mm，机头段的推移导杆严重扭斜后，就撇着支架底座，由于支架在上窜过程中架间间隙早已消失，活动侧护板全部收完，这时再拉移支架，顶梁已不能往机尾方向偏移，而支架底座在导杆的强迫作用下往机尾偏移，顶梁不走底座走，于是支架不得不倒了。显然，输送机上窜的越多，支架倒的就越多，大范围倒架就会这样发生。③当工作面伪斜角度过小时，工作面输送机从机尾开始下滑，下滑超过600-800mm，机尾段的支架就要倒架。

6）输送机安装布置应呈直线状态。输送机在工作过程中始终保持直线状态，并与煤壁和支架成直线状态，是决定支架是否倒架的关键。在实际生产中，输送机成直线很不容易，往往是中间落后。如果输送机中间严重落后，就相当于同时甩机头和机尾，会使输送机从两头往中间挤压收缩，从而导致机头和机尾两头都短，机头机尾段的支架都倒架。出现此情况，就是方法不得当的原因造成的。局部性的多过某一段，或这个班过机头，那个班过机尾，没能正确的统一指挥，倒架事故不能得不到尽快处理，就会使倒架范围扩大。

2　支架倾倒控制措施

保持好输送机直线，调整好工作面的伪斜角度，这是防止输送机上窜下滑和支架倒架的最根本途径。煤层倾角大于15°的综采工作面，其工作面伪斜、输送机是否成直线，这是影响支架倒架的主要因素。而超高和操作管理，则是影响支架倒架的次要因素。我们要使输送机成直线布置，并调好工作面伪斜外，还要采取以下措施加以控制：①保障机头第一架站正不倒，为中间支架也能提供稳定的支点。②拉移支架从机头第一架开始往机尾方向顺序移架，在移架过程中要注意调架。③生产过程中应搞好工作面工程质量，要将顶底板割直、割平，以防止出现错台阶和超高，保证支架能有效承载。④平时要加强支架的检修，杜绝漏窜，防止支架自动下降，移架后要升紧，保证支架达到应有的初撑力及其支撑效果。

参考文献

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