大采高综采工作面液压支架倒架原因及预防措施

2018-02-16邱世杰

机械管理开发 2018年3期

邱世杰

（潞安集团左权阜生煤业有限公司，山西　晋中　032600）

引言

液压支架在大采高综采工作面回采过程中起着重要作用，也是工作面中数量最多且最重要的机械设备，液压支架能否正常工作对工作面安全高效生产至关重要，但是液压支架在实际应用中由于操作不当、工作面地质条件影响以及支架参数设计不合理等因素影响，使液压支架经常出现倒架、自动降架等现象，严重制约着工作面回采效率，特别是液压支架出现倒架时对生产影响最大，一旦工作面出现倒架，不仅是一个支架，可能是几个甚至是十几个支架。在处理倒架时不仅处理时间长，投入大型设备多，难度大，而且倒架后顶板处于暴露状态，在处理倒架存在很大的安全隐患。根据山西煤炭厅不完全数据统计发现，山西部分煤矿在处理倒架时经常出现人员伤亡事故，如塔山煤矿2013年8201大采高综采工作面在处理倒架时由于倒架处顶板无法维护且暴露时间较长，致使顶板垮落，造成5人重伤，部分机电设备损坏，煤矿直接经济损失达120万元。由此可见加强液压支架安全管理，避免支架出现倒架显得非常重要，所以在工作面机电设备管理过程中必须对液压支架倒架事故原因进行合理分析，并根据实际生产条件采取合理有效的对策措施。

1　倒架的原因分析

1.1　工作面倾角增大

一般倾角煤层对综采工作面支架倒架影响较大，特别是工作面倾角大于15°时倒架现象更加严重，工作面倾角对倒架影响主要体现在以下几方面：一是支架存在侧向下滑力；二是在倾斜工作面中支架的中心与支架原中心发生偏移，从而造成支架稳定性降低。如潞安集团左权阜生矿1101工作面采用ZY12000/29/64型液压支架，其底座宽度为1.75 m，工作面采煤高度为6.0 m，则支架顶梁重心高度为4.8 m，若工作面煤层倾角为15°时液压支架重心将偏移0.7 m左右，当工作面倾角大于15°时支架重心偏移量也随之增大，当支架重心偏移到一定程度时支架自重无法确保支架稳定就会出现倒架。

1.2　采高大于支架设计高度

工作面煤层超高或液压支架参数选择不合理造成支架高度低于采高，从而出现支架不接顶现象。支架一旦不接顶，会出现空载状态，若倾角煤层在进行移架时，支架顶梁与顶板相互作用力小或不具有相互作用力，从而无法平衡支架侧向重力分力，容易出现倒架。

1.3　操作方法不当

工作面在回采期间必须正确操作液压支架，只有这样才能有效避免支架出现的各种故障，在不同倾角煤层中支架操作失误会造成不同程度的倒架现象，当煤层倾角小于15°时若支架操作不当，支护对个别支架造成倒架，具有局部性，但当煤层倾角大于15°时由于此时支架自身稳定性大大降低，若第一组支架未采取有效地防倒措施且支架操作失误很容易造成大面积倒架现象，甚至出现重大安全事故。

1.4　工作面倾斜管理失控

液压支架主要通过推移千斤顶及推移导杆与工作面刮板输送机相连，正常情况下支架推移导杆与工作面倾斜方向存在300～600 mm摆幅，而支架间最大间隙为120 mm，刮板输送机在弯曲时刮板槽之间间隙最大为30 mm，工作面在正常推进时工作面伪斜角度适当，支架与刮板输送机推移协调得当不会出现倒架现象，但当工作面伪斜角度较大时刮板输送机在推移时机头段会出现上窜现象，此时输送机刮板槽处于受压状态，槽与槽间间隙变小，同时输送机上窜后支架推移导杆会向机尾方向偏斜，当再次移架时支架在偏斜导杆的作用下会像输送机机尾方向偏移，支架偏移后再次推溜，又加速输送机上窜，当输送机上窜高度达到600 mm时机头段支架导杆处于严重偏斜状态且与支架底座存在阻力，支架在阻力作用下支架底座向机尾方向移动而支架顶梁不动，从而造成支架倒架现象。

2　液压支架倒架预防措施

2.1　加强液压支架调整工作

综采工作面液压支架一般采用动态调整和原地调整两种调整方式，在移架期间通过对整体支架自上而下进行调整，直至达到理想状态即为动态调整，如果在移架期间一个或几个支架出现问题时，在原地对支架进行调整即为原地调整，一般情况对支架采用原地调整时需先进行清理，确保支架底座平整干净，便于后期扶架工作。在扶架过程中，一般采用2～3根单体柱扶正支架，支架扶正后单体柱留在原位，以防支架再次发生倾倒，采用支柱法进行扶架不仅确保了支架快速扶正，而且还能帮助支架向前移动，使支架达到基本的稳定状态[1]。

2.2　确保刮板输送机直线运行

由于工作面施工条件差、操作失误，工作面刮板输送机在运转时很难保证直线状态，从而造成工作面端头支架出现倒架，所以在实际生产过程中在推移输送机后移架前及割煤前，再次对输送机进行调整，保证输送机能够直线运行[2]，从而降低端头架倒架事故率。

2.3　加强工作面伪斜管理控制

其一，工作面端头支架采取防倒措施，为其他支架提供稳定的支点；其二，在移架时应按顺序进行，一般是从机头向机尾方向依次拉架，在移架期间及时对支架进行动态调整，确保支架能够平稳移动[3]；其三，割煤时严禁留底煤，必须保证工作面底板平整无台阶，若底板不平整必须采取措施进行处理，确保底板对支架具有均匀稳定的承载力；其四，加强液压支架检修工作，确保支架液压系统完好，特别是对立柱进行检修维护，避免出现支架子将或支撑力不足现象[4]。