综采工作面液压支架倒架的原因及处理方法 (2)

综采工作面液压支架倒架的原因及处理方法

液压支架是煤矿综采工作面的重要设备之一，且数量最多,它能否正常工作,对整个工作面的安全生产和高产高效至关重要。在工作面生产过程中，液压支架容易出现自动降架、死架、倒架等故障现象．除支架倒架外，其余故障是局部性的,处理起来也比较容易，对生产影响较小．但倒架事故一旦发生，往往就不是几架,而是几架,甚至几十架,处理起来难度较大，时间长,严重制约安全生产。如何使用并管好综采工作面的液压支架，使之不发生倒架事故,就显得非常重要。因此，有必要对综采工作面液压支架倒架事故的原因进行分析,并提出相应的处理方法.

1倒架的原因分析

对综采工作面液压支架倒架的原因,大概有以下几方面:

1.1 工作面倾角

对于近水平综采工作面，工作面倾角对支架倒架的影响很小，只有当倾角大于15°以上时,就要考虑了．工作面倾角对倒架的影响主要表现在两个方面，一是存在下滑分力，二是支架重心偏离支架底座中心使支架稳定性降低。以ZY64０0—16/34型支架为例,其底座宽度为１．47ｍ,如果正常采高为3m左右,支架顶梁重心高度为2.８ｍ左右，当煤层倾角为15°时,支架顶梁重心偏移支架底座中心1000ｍm 左右。但考虑到支架顶梁与底座有连杆相连,加之整个支架重心要低得多，即使在工作面倾角等于15°时，支架的稳定性仍然没有问题．因

此，对于倾角小于10°的工作面,工作面倾角对支架倒架的影响很小,故不用考虑.

1．2支架超高

当实际采高大于支架的最大设计高度时，即为支架超高。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.这种观点，看似有理,实则不然。这是因为：其一,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；其二，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.因此,在煤层倾角小于1５°时,超高是片帮掉顶的重要原因，而不是支架倒架的主要因素.

1.3 支架侧护板安装方向

支架侧护板具有防漏矸及调架作用,出厂时活动侧护板一般安装在支架右侧。有人认为,如果是回采右工作面，活动侧护板刚好在支架下方,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.如果是回采左工作面，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，而且还容易使支架倒架。其实,这种说法是不正确的。首先，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。其次,回采实践证明，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。第三,利用活动侧护板进行调架，其作用是有限的，因为支架的活动侧护板的有效行程一般为1５０～20０ｍm，大多为1７0ｍm，支架正常时的架间间隙为50～９0mm，所以只有在支架轻微倒斜的情况下对支架进行微调。第四,即使回采倾斜角度大于１５°的工作面，只要机头第一架站直不倒,工作面输送机平直,活动侧护板就不会使中间支架发生倒架。因此,活动侧护板的安装方向根本不是支架倒架的原因.

1。4 操作方法不当

支架的正确操作是综采工作面质量标准化的重要保证，但操作不当是否会引起工作面支架的倒架呢?显然不能一概而论。当工作面倾角小于15°时，支架自身稳定性好,操作不当可能会引起个别支架倒架,是局部性的,并且很快会得到纠正。当工作面倾角大于15°时,支架自身稳定性大大降低，操作不当就可能会引起严重的倒架事故．特别是第一组支架要采取防倒措施,否则第一架一倒,再加上操作不当，后面的支架跟着倒，发生连锁反应,就可能演变为严重的倒架事故了. 1。５工作面伪斜管理失控

综采工作面伪斜管理是综采技术管理的关键,工作面伪斜调整不当，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，而且会使工作面支架发生大范围的倒架事故，顶板管理失控，片帮、掉顶频繁,严重影响工作面的安全生产。现场经验丰富的人都有这样的体会,而现场经验不足的人，认为伪斜管理与工作面支架倒架没有什么直接的联系,伪斜管理失控不是工作面支架倒架的主要原

因。下面我们从工作面设备的结构、工作面推进过程中支架与输送机相互作用原理入手,深入分析工作面角度伪斜对支架的影响，从而得出正确的结论。

(1)工作面设备的连接结构。我们都知道，支架的推移千斤顶绞接于支架的底座上，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，设计时考虑到推移时的弯曲度,其最大间隙可在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.如果工作面伪斜适当,输送机平直,推移导杆走正，支架架间间隙正常，就不会发生倒架现象.

(２）当工作面伪斜角度过大时,工作面输送机从机头开始上窜，上窜时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（一般为１。６7ｍ以下)，重量轻(一般为1。2６t左右），而支架长(一般为4.３～6.2ｍ），吨位大（一般为5～13t）。所以输送机上窜速度快,而支架要改变其原来的方向比较慢，比上窜速度小得多。当输送机上窜超过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。输送机上窜的越多，支架倒的就越多，大范围倒架事故就这样发生了。

（3）同理,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。

1.6 输送机直线

保持输送机直线是保证煤壁直线、支架直线的关键。在井下回采过程中，因种种原因，输送机直线最容易出现问题，而且往往是中间落后.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。

出现这种情况后，如果看不准，方法不当，局部性的多过某一段,或者这个班过机头,那个班过机尾,没有正确的统一指挥,倒架事故不但得不到尽快地处理,使情况好转,而且还会使倒架范围扩大,甚至导致整个工作面支架都倒架,我们矿回采的1031综采工作面就是最好的例证。

2防治对策

从以上分析可知,对于近水平的综采工作面,工作面伪斜、输送机直线是影响支架倒架的主要因素,因此保持好输送机直线，调整好工作面的伪斜角度,是防止输送机上窜下滑和支架倒架的最根本途径。