浅议采煤工作面倒架原因及处理措施

浅议采煤工作面倒架原因及处理措施

淮南矿业集团煤业分公司朱集东煤矿,安徽淮南232001

摘要:综采工作面倒架是一种常见的故障现象,处理不当则严重影响安全生产。本文分析了综采工作面倒架的原因,并总结了防止和处理液压支架挤架倒架方法及针对性措施,对保障安全生产有着积极的作用,同时也将产生巨大的经济、社会效益,为有效控制和预防综采工作面支架倾倒,提供了借鉴。

关键词:倒架;单体扶架;防倒措施

液压支架是矿井采煤工作面重要设备,且数量多,它的运行安全性与可靠性关系着整个采煤工作面的安全生产和矿井的高产高效。但是由于综采工作面地质条件的复杂性,在采煤的过程中液压支架也容易出现死架、倒架、支架下滑等故障现象,因此,有必要分析采煤工作面液压支架倒架和下滑的原因,针对性地采取相应的防治措施,确保液压支架安全工作。

1工作面倒架原因分析

工作面发生支架歪斜、挤咬的因素很多,归纳起来主要有以下几方面:

1.1工作面倾角影响

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。对于综采工作面,当倾角大于15°时,倾角就会一定程度上影响支架的稳定性。当工作面在实际回采过程中局部倾角达到25°,大大增加了支架倾倒的可能性。

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,顶板压力作用到煤壁,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。

1.3工作面伪斜管理失控

工作面推进时,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,处理不当极易造成支架侧护板无行程,发生挤架;或支架间隙过大,侧护板失去支撑效果,造成倒架。

1.4煤层赋存地质条件影响

工作面直覆泥岩随采随落;上覆中细砂岩顶板坚硬、厚度大不易垮落;支架移后,后方无垮落顶板支撑老顶,致使支架生根不牢,易受外力作用发生歪斜。工作面受断层影响,工作面大部分丢顶煤,回采时顶煤极易从支架梁头冒落,导致支架超高、接顶不严出现空载现象。

1.5工作面防倒设施不全

工作面安装时,支架防倒装置安装不齐全,支架没有成组形成稳定整体,单独支架抗倒能力差,减少支架防倒控制措施。初采时,工作面仅仅在上下端头支架安装防倒千斤顶,中间支架并未安装成组防倒千斤顶、防倒链,造成支架抗风险能力差,其它倒架条件具备时,极易发生倒架现象。

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。

2液压支架下滑的预防

2.2正确使用锚固装置

输送机和支架的下滑是互相影响的,而且输送机的下滑对液压支架影响大。大多数输送机的机头和机尾均有锚固支架,输送机机头、机尾推移到新的地点后必须立即将锚固支架的支柱升起,且给足出撑力,不能顶空,以保证推移输送机中部时机头、机尾不动。

2.3用好支架防滑装置

支架防滑装置的形式很多,大都是将两架甚至数架支架组成一组,用防滑千斤顶互相联接,在每组支架移架时,本组内有的支架固定,有的支架降架前移。同时按照操作规程要求正确操作防滑千斤顶,就可使本组内支架互相制约,起到防滑的作用。

2.4工作面调成伪斜

当工作面倾斜大,支架出现下滑现象时,一般采取将工作面调成伪倾斜,为了抵消支架下滑位移量,支架的推移方向要保持与煤壁垂直。当上下顺槽不平行且工作面是伪倾斜是,应及时调整工作面与顺槽垂直,在未调整好前,支架排列仍应平行于顺槽,而不垂直工作面,调整的增减支架应考虑出路。

2.5液压支架的防倒措施

采取“飘车”、“吊车”的方式使工作面逐步跟上完整顶板,降低采高,增大支架控制顶板的自由度。降低采高后,直接顶跨落、碎胀后对老顶能起到一定支撑作用,缓解支架、煤壁的承载压力。“吊车“操作:去除支架一级护帮板千斤顶与护帮板之间的连接,使千斤顶自由下垂,然后使用Φ34链条配合卸扣将千斤顶的下端与运输机溜槽相连,成组收缩千斤顶即可将溜槽吊离底板,在其下方垫上道木,完成一次“吊车”。运输机层位抬高后,引导支架在前移的过程中降低采高。

3倒架处理措施

3.1在移架过程中用柱子进行扶正

如果支架轻微倾倒,可在移架过程中扶正。扶正的方法是移架前在支架倾斜方向顶梁下支一根斜撑柱子,拉架时,支架在此斜撑柱的作用下摆正。

3.2对于倾倒严重的支架利用千斤顶扶正

如果支架倾倒严重,可用两个或多个千斤顶把支架扶正。在支架上方用千斤顶拉顶梁,下方用千斤顶向反方向拉底座。有些支架本身就具有防倒装置,正确运用防倒装置就能大大减少倒架事故。当支架有一架倾倒时就必须立即处理,否则将引起连锁反应使相邻支架倾倒,造成严重影响生产的事故。综采工作面倾角较大时,在选用支架时,就要预先设置防倒装置,防倒装置的型式主要有两类:一类是较简单的链连接,即在相邻支架用高强度圆环链连接,并留合适的富余量,既能使支架交错移动,又能通过相邻架的拉扯,防止倒架;另一类是在架与架之间设置防倒千斤顶,相互牵制相互扶持,实现防倒作用。

3.3使用单体辅助调架、稳架

失稳支架在移动过程中有继续下倾的趋势,现场采用单体斜撑支架,使支架在移动过程中有阻止其倾倒的作用力。单体根部生根在下方支架的底座上,支撑在本架前梁牢固处(如图4所示),移架的同时对单体进行远距离供液,确保整个移架过程中单体不断提供支撑力,逐步扶正支架。由于支架空载,自身稳定性差,所以在失稳支架移架后支设单体支柱进行稳架,提供静态的支撑力。

通常情况下,使用一根单体支设前梁进行辅助移架,容易造成支架架头歪,现场另外在架尾处增加一根斜撑单体,单体生根于下方支架四连杆或后立柱上,作用于本架尾梁。

4结束语

大采高综采工作面液压支架倾倒的因素很多,如地质条件、设备、管理等。实际工作中应加强对支架倾倒原因的分析和控制,根据不同的倒架原因,采取不同的措施。进而充分发挥液压支架的优越性,杜绝采煤工作面顶板事故的发生,从而实现矿井的高产高效,确保矿井的安全生产。

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