大倾角综采工作面液压支架的防倒_防滑探究

业，以防局部冒顶扩大，从而造成或支架倒架。③移架时要少降
柱，随时观察所移支架与相邻的支架侧护板接触情况，不能使
所移支架的顶梁脱离相邻支架的侧护板，让相邻支架的侧护板
切实起到“滑道”的作用。④所移支架移到位后，必须及时升架，
并达到初撑力。⑤工作面的采高要严格控制在小于液压支架的
最大采高 ３００－５００ｍｍ 以内。（由于液压支架采高过大，会导致
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大倾角综采工作面液压支架的防倒、防滑探究
辽源矿业集团梅河煤矿安全科 胡学群
［摘 要］本文对大倾角综采工作面液压支架的防倒、防滑，提出自己的见解，供同行参考。 ［关键词］防倒 防滑
随着国民经济的发展，全社会对煤炭的需求量日益加大。 所有的煤矿企业本着安全、高产、高效的宗旨出发，大倾角综采 工作面被大批煤矿所认可、采用。
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缝，也能阻止其进一步发展。 （８）正确地设置沉降缝。沉降缝位置和缝宽的选定应合适，
构造要合理，可以和其结构缝合并设置。 （９）限制伸缩缝间距。对体形复杂、地基不均匀沉降值大的
建筑物更应严格控制，同样，也可以和其它结构缝合并使用。 （１０）部分窗台砌体应加强。对宽大的窗台下部宜设置钢筋
砼梁，以适应窗台的变形，防止窗台处产生竖直裂缝。 ７、施工技术 （１）加强地基的检查与验收工作，基坑开挖后应及时通知
大倾角综采工作面的投入，给煤矿技术人员带来了一个新 的课题。即：大倾角综采工作面的液压支架，如何防倒、防滑。
本人对此将做一些粗浅的分析，但愿本文对大倾角综采工 作面液压支架的防倒、防滑的探究，能起到抛砖引玉的作用。
一、大倾角综采工作面液压支架的防倒 在大倾角综采（综放）工作面回采过程中，液压支架的“倒 架”现象屡见不鲜。所谓“倒”是“歪倒”，即“不正”之意，并不是 指液压支架发生侧翻，真正倒了。 大倾角综采（综放）工作面液压支架之所以出现“倒架”，主 要是由于液压支架的本身重量大（１２ｔ－２０ｔ 不等），支架的重心 偏高，而且液压支架的底座是通过“十字头”同煤帮运输机铰接 在一起的。所以大倾角工作面的液压支架在和工作面顶底板做 相对运动（移架）时，液压支架本身有“侧翻”的倾向。 （一）大倾角综采（综放）工作面液压支架克服“倒架”现象 的可行性分析 我们首先举一个简单的例子进行对比分析 如图 Ａ－Ａ 所示：在一个倾角为 θ≥３０ 度的采煤工作面中， 有一根单柱 ａ，在没有升起前，作业人员若不扶住它，它必然会 歪倒（ａ１）。当把单柱升起，和顶板接硬、初撑有力时，不需要人员 扶它，它也不会歪倒（ａ２）。 同理如图 Ｂ－Ｂ，如若“单独”的一个液压支架 ｂ，升起后，有 初撑力，它一定也不会歪倒，即不会出现“倒架”现象。
ａ
２ａ
１
ｂ
θ
θ
Ａ－Ａ
Ｂ－Ｂ
但是，液压支架在工作面内不可能永远固定不动，它要随
采区回采而前移，必然会有架子顶梁脱离顶板的时候。（如图
Ｃ－Ｃ２ 号架子降架前移）。此时 ２ 号架子顶架以 １ 号、３ 号，架子
的侧护板为“滑道”，也不会出现“倒架”现象。这样架子可依次
逐架降架前移，从而完成工作面的正常回采。
Ｇ－Ｇ
Ｈ－Ｈ
下面让我们来回顾一个常见的现象：在逆水的河流中拉
纤行舟，虽然拉纤的方向不和水流的方向相反，但小船却能逆
水而上，这就是纤绳的一个分力，克服了水流的阻力所致如图
Ｉ－Ｉ。
Ｉ－Ｉ 同理：我们应该清醒的认识到：在大倾角综采工作面移架 过程中若想控制液压支架不下滑，必然要有一个力，去克服所 谓支架的“下滑力”。 也就是说在大倾角综采工作面移架过程中控制支架的下 滑是完全可能的。 （二）如何实现对大倾角综采（综放）工作面液压支架下滑 的控制 目前，切实可行的控制大倾角综采工作面液压支架下滑的 方法：就是把工作面调成伪斜：如图 Ｊ－Ｊ。 如图 Ｋ－Ｋ，是把大倾角综采工作面调成伪斜后的放大图。 这里只取一个支架进行粗浅的分板：从图中我们不难看出：Ｆ 为 已知；角 β 和角 α 通过论证可轻易得出二者之间的关系。那么 Ｆ 产生的分力 Ｆ１ 可求。只要 Ｆ１ 大于支架处于临界状态的“下滑 力”，那么，我们就可以控制支架不下滑。
滑是完全可以做到的，是有科学原理为依据的。至于到底能适
合多大的倾角，这要看所采用的设备的型号、围岩的条件等考
虑好足够的安全系数而定，具体问题要具体分析。
由于水平有限，难免有不足之处，希望广大科研技术人员
共同探讨，以达到共同进步的目的。
（上接第 ２８４ 页） 匀、适度。 （２）加强砼的早期养护，并适度延长养护时间，在气温高、
勘察及设计单位到现场验收，对较复杂的地基，设计方在基坑 开挖后应要求勘察补钻探，当探出有不利的地质情况时，必须 先对其加固处理，并经验收合格后，方可进行下一步施工。
（２）开挖基槽时，要注意不扰动其原状结构。 （３）合理安排施工顺序。当相邻建（构）筑物间距较近时，一 般应先施工较深的基础，以防基坑开挖破坏已建基础的地基 础。当建（构）筑物各部分荷载相差较大时，一般应先施工重、高 部分，后施工轻、低部分。 综上分析，钢筋砼结构裂缝应针对成因，贯彻预防为主的 原则，加强设计施工及使用等方面的管理，确保结构安全和避 免不必要的损失。
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架导致顶板越破碎，架子越调越歪。这正是所谓的“欲速则不 达”。这一点是大倾角综采（综放）工作面液压支架防倒及处理 倒架的精髓所在。衷心希望众多的煤矿科技工作者能引起高度 的重视。
二、大倾角综采（综放）工作面液压支架的防滑 所谓的大倾角综采工作面液压支架的防滑就是防止液压 支架和工作面运输机的铰接点的相对位置发生变化：每个支架 依次下窜（下滑）。液压支架下滑的危害是①轻者将拉架的“十 字头”或“拉杆”别断②架子下滑最终会影响下端头的支护，甚 至 １ 号支架会下窜到下顺槽的下帮，架子下窜后联带工作面运 输机整体下窜，导致工作面不能正常出煤、回采。 （一）大倾角综采（综放）工作面液压支架的防滑，可行性分 析 如图 Ｇ－Ｇ 所示，在斜面上有一重量为 Ｇ 的液压支架，斜 面的倾角为 θ。 液压支架静止，放在斜面上：由于支架的自重，支架有下滑 的趋势。 但是，是否能发生下滑，主要要看支架与斜面间的摩擦力 和支架的重力的一个分力———所谓的“下滑力”谁大谁小（如图 Ｈ－Ｈ 斜面上物体的受力分析图）。 假设放在斜面上的支架，正处在的静止和下滑的临界点 上，此时斜面倾角的最大值为 θ１。 那么 θ１ 就是我们研究大倾角综采（综放）工作面液压支架 下滑问题必须极为关注的一个数值。 此时如果在斜面上的支架沿 Ｄ→Ａ 方向移动（如图：Ｇ－Ｇ） （即支架随工作面向前推进而移架的过程），那么支架必然会沿 斜面发生下滑。因为滑动摩擦力，远远小于静摩擦力。
Ｊ－Ｊ
Ｋ－Ｋ
在这里特别值得广大科研技术人员引起高度重视的是：β
角的大小取值范围是受工作面斜长影响的（因为伪斜的超前距
离是由每个支架的错动叠加而成的）。通过论证，会得到这样一
个重要结论：工作面倾角一定的前提下，工作面斜长越长，液压
支架控制下滑会越容易。
综上所述：本人认为，大倾角综采工作面液压支架防倒防
下面我们再来回顾两种熟知的现象（１）在两面宽度适宜的
墙的夹缝中，一个人会轻易的向上攀爬（或停留）如图 Ｄ－Ｄ
（２）在一个竖直的立井中，假设用圆木垒砌的盘垛支护井
壁（如图 Ｅ－Ｅ），在完成支护后，如若 ５、６、７……等每节木支护
都能独立撑住井壁，那么，我们把第 ４ 节支护移走，５、６、７……
等节木支护也不会下滑，也不会遭到破坏。
相信众多的煤矿企业都会有一套自己的成熟经验。在这里本人
只强调一点：处理倒架要首先处理顶板。适时加快开帮进度、综
放工作面要适当减少放煤量，以便保持工作面顶板完整。待支
架顶梁完全进入完整的顶板后，用液压单柱配合移架，适时观
察好移架拉杆与液压支架两个底脚的位置关系，适当调正支架
即可。切不可在顶板破碎的情况下进行盲目调架，结果会：越调
多少度以内可行，将在后面加以阐述）。
（二）大倾角综采（综放）工作面液压支架出现“倒架”现象
的根本原因，预防及处理方法
大倾角倾斜工作面液压支架出现“倒架”现象的原因很多，
但归结一点就是：工作面顶板破碎、淌货。造成架子顶梁上顶板
超高。移架后，架子全部长起后，不能接实顶板，由于架子自重
（架子重心较高），而出现“倒架”如图 Ｆ－Ｆ 所示。
的破坏程度，以防“倒架”。⑧对回采有影响的旧巷、旧采迹、地
质物造等，要采取相应措施以防造成工作面围岩破碎导致“倒
架”现象的发生。
对于有的煤矿企业，在大倾斜综采工作面的液压支架上加
防倒油缸来防止液压支架“倒架”的做法，本人不敢苟同，对于
这种做法的效果和存在的弊端，由于篇幅有限，在这里不再赘
述。
关于大倾角综采（综放）工作面液压支架的倒架处理问题，
Ｃ－Ｃ
Ｄ－Ｄ
Ｅ－Ｅ
Ｆ－Ｆ
我们通过上述对比，类比分析，可以得出一个结论：无论工
作面倾角 θ 多大（这里暂不考虑工作面的安装和回撤的情况），
只要保持工作面顶板完整，控制好 １、２ 号液压支架不歪倒，那
么工作面的液压支架就不会出现“倒架”现象。换言之：大倾角
工作面的液压支架防止“倒架”是完全可行的。（θ 角到底控制在
我们探究了大倾角综采工作面液压支架出现“倒架”的原
因，接下来谈一谈，预防倒架的措施。①首先从采区的准备、设
计上入手尽量减少采区准备期间为了构成全风压通风系统而
设计的上、下顺槽的联络小川，以避免工作面过小川时造成顶
板破碎，而导致出现“倒架”现象。②在机组割煤、移架时严禁淌
货。一旦出现淌货要立即处理封好帮顶，再行割煤、移架等作
架子的重心偏高，更易导致发生倒架；再者，即使工作面顶板发
生小的局部抽冒，也会及时把支架升得初撑有力，防止倒架）。
⑥对于大倾角综放工作面，要严格控制放煤量。开帮量和出煤