论文部分内容阅读
【摘 要】液压支架是煤矿综采工作面的重要设备，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。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，并提出相应的调架技术。
【关键词】支架倒架；原因；调架技术
1 问题的提出
某矿矿13#槽煤综采工作面采用的ZY9200/25/50D型掩护式液压支架，其自身重量达到36.3T，其支护宽度1.66～1.86m。在地质异常区尤其顶板破碎情况下，支架重心很容易失稳，造成支架倒架。而一旦倒架严重，使用支架自身侧护板调架，支架不能调正，反而使其下侧支架在挤压下也倒架，使倒架范围扩大，严重影响工作面安全生产。这种情况下，传统工艺一般采用支设单体支柱方式调架，危险隐患较大，效率低，调架效果不明显。所以我在实践中总结了一套快速安全的倒架调架工艺。
2 倒架的原因分析
对综采工作面液压支架的倒架原因，概括起来有以下几方面：
2 .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°以上时才予以考虑。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QY200-14/31型支架为例，其底座宽度为1.1m，如果正常采高为2.6m左右，支架顶梁重心高度为2.5m左右，当煤层倾角为15°时，支架顶梁重心偏移支架底座中心700mm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。
2.2 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。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。
2.3 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，回采实践證明，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。
2.4 操作方法不当
支架的正确操作是综采工作面安全生产标准化的重要保证，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。
2.5 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。
3 调架技术介绍
3.1调架工器具
固千斤顶（SZZ1000/400型转载机推移千斤顶）、18.5mm钢丝绳配套绳卡、SZZ1000/400型转载机链条、蝴蝶扣、10#高压液压胶管配合截止阀。
3.2 调架方法
（1）将锚固千斤顶缸体端使用多股18.5mm钢丝绳配合三幅绳卡固定在待调支架上侧5架外的刮板运输机齿条上。
（2）从支架引10#高压液压胶管配合截止阀，为锚固千斤顶供液。
（3）将锚固千斤顶活塞杆伸出，使用SZZ1000/400型转载机链条配合蝴蝶扣一端固定在锚固千斤顶杆端，另一端固定在待调支架（一次可以调3～4架，链条固定在该组待调支架最下面一架）顶梁下起吊环上。
（4）待调支架拉以前，稍微降柱，动作侧护板，将锚固千斤顶供液收回带上力即可停止供液；将待调支架拉移一个步距，暂不升柱，将锚固千斤顶供液收，待调支架架型正后，升柱，支架接顶，一个调架循环完成。
（5）锚固千斤顶供液将活塞杆伸出，将固定在支架顶梁上的链条取下，连接在下一组支架顶梁上，开始下一组待调支架调架工序。
（6）调整支架施工结束，将所有工器具拆卸回收，分类备放在工作面机尾。
4经济和社会效益
该技术所用工器具都是我们综采工作面用到的，日常见到的，没有太高的操作要求，操作简单；该技术避免了单体调架的安全威胁；该技术在锚固千斤顶固定后，只是连接链条，比抬扛单体轻松，职工大大节省体力。单体调架一次只能调整一架，该技术工艺一组3～4架可以一次调整完成，大大提高了效率。单体调架往往调架效果很小，需要多个布局才能将支架调整100mm左右，倒架严重时，只能维持现状，支架倒架得不到根本改观。该技术工艺一个步距就可以将支架顶梁向上调整300～400mm，甚至更多，基本一次将架型调正。
5 结束语
该技术在多次工作面调架实践中，在基本没有影响安全生产的情况下，最短时间将支架调整好，使工作面保持了正常生产，产量得到保证，经济效益和社会效益巨大。
（作者单位：昔阳安顺煤业有限公司）
【关键词】支架倒架；原因；调架技术
1 问题的提出
某矿矿13#槽煤综采工作面采用的ZY9200/25/50D型掩护式液压支架，其自身重量达到36.3T，其支护宽度1.66～1.86m。在地质异常区尤其顶板破碎情况下，支架重心很容易失稳，造成支架倒架。而一旦倒架严重，使用支架自身侧护板调架，支架不能调正，反而使其下侧支架在挤压下也倒架，使倒架范围扩大，严重影响工作面安全生产。这种情况下，传统工艺一般采用支设单体支柱方式调架，危险隐患较大，效率低，调架效果不明显。所以我在实践中总结了一套快速安全的倒架调架工艺。
2 倒架的原因分析
对综采工作面液压支架的倒架原因，概括起来有以下几方面：
2 .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°以上时才予以考虑。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QY200-14/31型支架为例，其底座宽度为1.1m，如果正常采高为2.6m左右，支架顶梁重心高度为2.5m左右，当煤层倾角为15°时，支架顶梁重心偏移支架底座中心700mm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。
2.2 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。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。
2.3 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，回采实践證明，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。
2.4 操作方法不当
支架的正确操作是综采工作面安全生产标准化的重要保证，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。
2.5 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。
3 调架技术介绍
3.1调架工器具
固千斤顶（SZZ1000/400型转载机推移千斤顶）、18.5mm钢丝绳配套绳卡、SZZ1000/400型转载机链条、蝴蝶扣、10#高压液压胶管配合截止阀。
3.2 调架方法
（1）将锚固千斤顶缸体端使用多股18.5mm钢丝绳配合三幅绳卡固定在待调支架上侧5架外的刮板运输机齿条上。
（2）从支架引10#高压液压胶管配合截止阀，为锚固千斤顶供液。
（3）将锚固千斤顶活塞杆伸出，使用SZZ1000/400型转载机链条配合蝴蝶扣一端固定在锚固千斤顶杆端，另一端固定在待调支架（一次可以调3～4架，链条固定在该组待调支架最下面一架）顶梁下起吊环上。
（4）待调支架拉以前，稍微降柱，动作侧护板，将锚固千斤顶供液收回带上力即可停止供液；将待调支架拉移一个步距，暂不升柱，将锚固千斤顶供液收，待调支架架型正后，升柱，支架接顶，一个调架循环完成。
（5）锚固千斤顶供液将活塞杆伸出，将固定在支架顶梁上的链条取下，连接在下一组支架顶梁上，开始下一组待调支架调架工序。
（6）调整支架施工结束，将所有工器具拆卸回收，分类备放在工作面机尾。
4经济和社会效益
该技术所用工器具都是我们综采工作面用到的，日常见到的，没有太高的操作要求，操作简单；该技术避免了单体调架的安全威胁；该技术在锚固千斤顶固定后，只是连接链条，比抬扛单体轻松，职工大大节省体力。单体调架一次只能调整一架，该技术工艺一组3～4架可以一次调整完成，大大提高了效率。单体调架往往调架效果很小，需要多个布局才能将支架调整100mm左右，倒架严重时，只能维持现状，支架倒架得不到根本改观。该技术工艺一个步距就可以将支架顶梁向上调整300～400mm，甚至更多，基本一次将架型调正。
5 结束语
该技术在多次工作面调架实践中，在基本没有影响安全生产的情况下，最短时间将支架调整好，使工作面保持了正常生产，产量得到保证，经济效益和社会效益巨大。
（作者单位：昔阳安顺煤业有限公司）