大倾角液压支架防倒防滑技术研究

【摘要】在针对大倾角工作面中，液压支架的防倒防滑问题是工作面能否顺利实现开采的关键。本文分析了大倾角工作面液压支架下滑倒架的原因，并对支架的防倒防滑技术进行了研究，提出了大倾角液压支架防倒防滑的相应措施，给予相关的大倾角采面支架防倒滑提供一定参考。

【关键词】大倾角；液压支架；防倒滑

1、引言

随着我国资源的日益枯竭，煤层开采的赋存条件趋于复杂，各种不利于煤层开采的不利因素逐步增多。目前，大倾角煤层开采作为特殊煤层开采的方式之一，面临着随着煤层倾角的增大，液压支架高度的增高，液压支架的倾倒倾向加大，沿工作面倾角方向下滑的倾向加大。增加因综采面液壓支架倒滑产生生产事故的概率。因此，对于大倾角采煤工作面来说，考虑液压支架的防倒防滑滑问题就显得尤为重要，着手液压支架的防倒防滑技术研究是保障煤矿安全的重要课题。

2、液压支架防倒防滑技术研究

杜绝液压支架下滑的问题，则必须使工作中的支架支撑位于在顶底板之间。通常产生支架倒架的情况多是由于顶板非正常形态导致。上方顶板冒空，局部顶板完整性差，再或者存在向下移动空间，在当垮落产生时，这个倒向力的显现使支架倾倒。因此，支架防倒防滑技术问题的产生，基本上是当支架脱开顶板时出现的。针对上述分析，在大倾角工面支架上可靠的防倒、防滑装置，实现支架动、静态防倒防滑。如图1所示：（1）在顶梁和掩护梁两侧面千斤顶3和导向杆，每两个千斤顶为一组，设计在同一轴线套筒2内，分别控制两侧护板1。（2）侧护板导向杆，每两个为一组，设计在同一轴线套筒内，内置弹簧，分别连接两侧护板。（3）两个千斤顶5、导向杆6和一个防滑梁4构成了防滑底调装置，置于支架底座内。支架底座的结构及尺寸决定防滑梁的形状和尺寸构，设计在支架底座侧面，形状成梯形。由防滑梁将两个千斤顶和导向杆连成一体。

2.1支架防倒技术研究

通常情况下，当支架的重心铅直线在支架底座内，支架是不会倾倒；如果铅直线在底座外部，支架就会倾倒。液压支架的倾倒角为一敏感的影响因素，工作面的倾角大小直接决定了支架工作的稳定性，在设计工作面布置防支架倒滑措施中，支架极限倾倒角为重要的考量指标。一般而言支架极限倾倒角可设定为24.2°，液压支架倾倒会产生于倾角大于20°的综采面。当工作面倾角在25°左右时，可以采用伪斜方式布置工作面。所以，工作面实际倾角等于或大于倾倒角时，则支架就需要加防倒装置，其主要措施包括：（1）布置液压支架时，确保支架间的紧密度，减小顶梁间间隙，使它没有倾倒的空间；支架侧护板千斤顶、侧推弹簧使支架顶梁相互靠紧，止倒架。（2）增设调架千斤顶，当支架出现倾倒倾向时，以支撑顶板的相邻支架作支点，及时采用千斤顶调整该支架位置。

2.2支架防滑技术研究

支架下滑力与支架摩擦力相互作用的结果决定了支架行进方向，当摩擦力难以克服支架的下滑力时，则支架下滑就难以避免，如果摩擦阻力能够抵挡支架下滑力，则支架的正常形态能够得到保证。而支架的下滑力大小均和工作面倾角有关，一般而言，18.6°被认为是支架下滑的极限角。实际生产中，当倾角过大时就要采取相应的防滑措施。具体措施主要有：（1）伪斜工作面是有效减小工作面倾角的布置方式，应适时积极采用，减小工作面倾角。（2）采用全程导向，要严格控制推移杆和底座间隙，控制输送机下滑。（3）控制输送机的位置。输送机位置变化必然影响支架的形态，支架推移杆连接于刮板输送机，输送机和支架连接的耳子控制支架位置。因此，输送机下滑必然带动支架下滑、同样输送机上窜也带动支架上窜。使用中，输送机的位置调整可应先推机头，可以使输送机上窜，先推机尾可以使输送机下滑。（4）加装防滑千斤顶，以有初撑力的支架为支点，可以控制支架的形态和改善移动方向。（5）设置防输送机下滑装置，避免因输送机下滑影响到支架形态的稳定性。通过控制防滑千斤顶动作，推移输送机。

3、大倾角液压支架防滑防倒措施

（1）防止支架下滑采用伪斜工作面布置，下端超前的伪斜采面更加有效防止支架下滑，是液压支架防倒滑优先采用的布置方式。及时调架作为采高增大的伪斜工作面重要的技术措施，可有效调整架间距离不均，防止因采高过大导致支架歪斜概率。（2）安装活动侧护板带有活动侧护板的掩护型支架顶梁和掩护梁上的活动侧护板可以起到导向、调架、防倒、防滑的作用。当倾角较大时，需要加大活动侧护板的液压推力，并采取两侧可活动的结构。（3）安装导向杆、导向腿、导向轨等机械导向装置。支架的底座安装导向杆，用于导向，在移架时控制方向。同时，架间调整利用调架千斤顶，设置在相邻支架，在移架过程中对支架行进调整。导向腿装与输送机或推移梁相连，安置在相邻支架的底座，可保持支架间距和控制其移动时方向，并兼具相当的防滑特性，被用来控制整体移动的支架。导向轨和装在支架上的调架千斤顶一起，起到导向防滑和调架的作用，安装在底座间。但要注意的是，在煤层倾角较大时，这几种装置不能完全消除走偏现象，其运行的效果取决于导向装置的配合间隙，常需配合液压调架装置使用，才能获得较好的效果。（4）安装防倒防滑千斤顶：为了阻止支架的滑倒，可采用防倒或防滑千斤顶的方式，这类千斤顶均安置在液压支架上、能够在移架时提供推力，以防止支架下滑，倾倒，并进行架间调整。另外，可活动侧护板也可用于架间防矸和调架作用，而此类侧护板均安装在掩护支架上。

4、支架防倒防滑措施

综上所述，对于煤层倾角较大，垂直层面的分力减小，平行层面的分力增大，所以，支架工作过程中，易发生倾倒和下滑。采取措施：（1）支架分组联合 四架一组分组联合是有效的支架组合，在增加支架稳定性的同时能够维持支架原有的灵活性，能够有效控制支架的倾倒和下滑。（2）采用仰斜布置 采面下部超前，安装支架时，保证支架形态垂直于采面排列；仰斜推进是确保支架合理形态的推进方式，其仰角保持2～5°为宜，在特殊情况下，采面和支架仰角可适当增大到8～10°，当然倾角过大不利于工作面的正常推进，严重时甚至产生煤壁片帮，架内窜矸等严重问题。（3）为了便于调架，合理的组间间隙 在安装支架时，组与组之间要留有合理间隙给支架调整提供空间。移架过程可以进行架间间隙的调整，调架千斤顶可在必要时调架。（4）及时调整移架的方向 确保支架移动方向的正确性，如果支架的仰角大于或小于规定范围，不利于支架的正确状态维持，结果将使得支架产生上升、下滑。

5、结语

对于大倾角煤层的工作面，因煤层倾角过大给生产带来的诸如支架倒滑不利后果。特别是当倾角大于35°时，支架极易下滑、倾倒，严重影响其稳定性，同时向下滚落的煤矸会冲击支架的尾部，破坏支架的稳定形态。因此，除上述提出的相关技术措施外，积极的开展相关支架防倒滑技术研究，必将有利于煤矿安全、高效发展。

参考文献

[1]王泽磊，曹连民，刘有芳.大倾角液压支架防倒防滑研究[J].煤矿机械，2008，03：34-36.

[2]魏永启，徐志强.大倾角综放工作面支架防倒防滑技术分析[J].煤矿支护，2014，01：50-51.

作者简介

邓盼盼（1985—），男，陕西富平人，大学本科学历，供职于淮南矿业集团新庄孜矿采煤五队，助理工程师，主要从事综采机电管理工作。