下载文档原格式
综采工作面支架倒架的原因分析作者：胡斌来源：《西部论丛》2019年第02期1课题的研究意义、国内外现状1.1 研究意义：综采回采工艺作为一种高效的集约生产方式，具有高产、高效、低成本等诸多优点，长期以来在中国各大矿区获得广泛使用，为中国煤炭产业发展做出巨大贡献。
液压支架作为采煤工作面三机设备中的基础支撑，只有确保液压支架稳定，才能为煤炭开采提供良好的环境。
但综采中易发生支架倒架、咬架等事故，极大地影响了回采面生产的高效开展。
因此，针对综采工作面支架倒架原因分析具有积极的现实意义。
关键词：支架倒架倒架因素2综采支架倒架的原因分析2.1地质因素综采工作面在回采过程中，由于底板岩性软或通过下层空巷时，支架在上覆岩层及自身重力作用下，底座先失去平衡，并带动整个支架失去平衡，出现支架歪倒现象矿山地质是复杂多变的，有时遇到断层，构造等地段，顶板破碎，容易漏顶，乃至冒顶导致支架倒架。
还有在工作面过地质构造破碎带或老空区时，由于支架顶梁接顶不实或支架顶梁上方有老空接不实时，会造成支架受力不均，也会造成支架歪倒。
受断层影响：大倾角综采工作面过断层、地质异常区遇顶板破碎或断层面，极易引起片帮冒顶。
从局部冒顶地点开始，上方支架架顶碎矸受重力作用下窜至下方支架架前空顶区域冒落，形成大面积空顶。
支架一旦失去支撑，侧护板形成台阶，即发生挤架、咬架，进而发展为倒架事故。
2.2煤层倾角因素支架倾斜倒架问题工作面坡度大容易使支架重心偏移失稳操作不当导致倒架另一方面工作面受褶曲影响底板波况起伏造成支架接顶不平倾斜断层区域需留底煤调整后跟涌水会软化底板致使支架底座下陷失稳倾斜。
对于液压支架而言，使用操作的恰当与否对于其稳定性有至关重要的影响。
通常来说，回采面倾角不超过15°时液压支架具有良好的稳定性。
煤层层面与水平面的夹角。
按倾角的大小，煤层可分为：缓倾斜煤层（45°）。
由于支架与水平面一定的夹角导致支架倾斜所引发的倒架。
浅谈综采工作面液压支架防倒及倒架处理技术张念伟（安徽神源煤化工有限公司邹庄煤矿；安徽淮北 235123）摘要：本文对综采工作面液压支架倒架的原因进行了分析，提出了预防液压支架倒架的主要方法，最后谈到处理液压支架倒架的主要方法。
关键词：综采面；倾角；倒架；控制1 引言煤矿综采工作面在生产过程中，特别是大倾角采煤工作面的开采，常常会因为一些客观和人为的因素影响，以致造成防护液压支架的倾倒问题。
液压支架倾倒，极易造成顶板管理的失控，引发漏冒顶事故。
漏冒顶量大了，就会造成工作面停止生产，以致不能出煤，严重时还会危及人身安全，以致酿成死亡事故。
根据几年的生产实践经验可知，液压支架倒架的原因也是有多方面原因造成的，对此就要针对工作面的实际情况采取有效控制措施，以防止液压支架的倾倒。
当液压支架倾倒后，也需要采取合理、有效的措施进行处理。
2 液压支架倒架的原因分析2.1 自然因素的影响1）地质因素的影响。
在综采工作面，由于地质条件的限制，工作面沿倾斜方向布置，沿煤层走向方向推进，即倾斜长壁开采。
此时综采工作面的上、下端头落差较大，这时沿工作面排列的液压支架倾斜角度也会伴随煤层倾角的加大而加大，液压支架自然就会倾斜，容易出现倒架。
2）设备自身因素的影响。
生产过程中，综采工作面的刮板输送机和液压支架在前移的过程中，也会由于自身重力的原因，势必产生向下方的蠕动，而且贯穿生产过程的始终。
当蠕动到一定程度之后，就会发生窜动。
运输机窜动量过大时，就会别倒液压支架。
所以说，控制好设备自身重力的影响，这也是控制液压倒架的另一个重要方面。
2.2 人为因素的影响1）超高采煤造成的倒架。
对于地质条件复杂多变综采工作面，其设备的选型、配套问题很重要。
此时液压支架选型既不能过轻，也不能过重。
过重就会造成投入的浪费，以致加大了生产成本；过轻不能实现有效的支撑高度，煤炭资源不能全被开采出来，会出现资源严重丢失现象。
因此，液压支架的选型，应综合考虑，以保持适当为原则。
1331 工作面概况贺西煤矿三采4#煤3407工作面为孤岛工作面，工作面采用走向长壁采煤法，全部垮落法控制采空区顶板，走向长度1665m，倾向长为85m，煤层厚度3.4~3.9m，煤层倾角1°~9°，随着工作面向前推进，煤层倾角逐渐变大。
工作面主要机电设备：ZZ6000/21/45型液压支架59架，SGZ—800/800型刮板输送机一部，MG400/920-WD型电牵引采煤机一台。
工作面推进至距停采线50m时，煤层厚度3.6m，由于在工作面机尾段处于小向斜的轴部，地势低洼，底板较软，同时材料巷又处于爬坡阶段，随后导致工作面56#—59#支架倒架。
2 原因分析1）工作面现场管理薄弱。
班组长思想认识不到位，超前意识不强，认识不到位，措施不果断，不注意工作面角度变化和边坡变化点情况，现场管理松懈，在工作面条件发生变化时，没能及时采取有效措施进行处理。
2）现场监督监管不力。
通过现场发现，当工作面进入顶板破碎段时，支架出现咬架现象，顶梁错位，支架间隙极大且严重，支架顶梁接顶不实，现场没有引起足够的重视，使已经破碎的顶板状况进一步恶化，现场采用单体液压支柱配合拉架的初步措施没有得到很好的实施，后来确定的处理措施不够有效，班与班之间的交接制度不严格，对工作面的安全生产造成严重威胁，工作面一度延误生产，在处理倒架的问题上浪费了大量人力物力。
3）职工操作技能参差不齐。
经验丰富的职工人数较少，大部分职工缺乏应对复杂条件的操作技能和经验，无法准确反馈和主动采取或实施有效措施应对现场发生的异常情况。
4）综采技术管理的关键是伪斜管理，当伪斜调整不当，一旦失控，不但会使工作面输送机出现上窜下滑，2个端头安全出口不畅通，难以管理，而且会使工作面发生大范围的倒架事故，煤壁片帮、顶板架间间隙掉渣，严重影响工作面安全生产。
3 针对倒架采取的措施3407工作面倒架属于严重倾倒，若在工作面采用传统的方法（即使用侧护板调整）已不能扶正支架，必须采取其它的特殊措施进行扶正，根据该工作面存在的技术和管理问题，采取了以下措施：1）成立现场领导小组，及时发现现场存在的问题，制定具体措施，监督实施。
编订：__________________审核：__________________单位：__________________综采工作面液压支架倒架的原因及对策(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-4442-16 综采工作面液压支架倒架的原因及对策(正式)使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
下载后就可自由编辑。
摘要：液压支架是煤矿综采工作面的支护设备，具有支撑顶板、推移输送机、自身推进、防止煤壁垮落、超前支护、防止相邻支架之间漏落矸石，以及防止支架下滑等功能。
本文介绍了综采工作面液压支架的倒架现象以及相应的对策。
结合我矿综炮区7216工作面的情况，可以更好的认识到液压支架倒架现象的危害，做好预防工作。
关键词：液压支架；综采；倒架采煤工作面是直接开采地下煤层的场所。
液压支架沿整个工作面装设，排列成一条可以垂直于L方向推进的“钢铁长廊”。
在“钢铁长廊”下铺设有刮板输送机，采煤机在输送机上沿L方向往复运动，装有截齿的滚筒同时作旋转运动，将煤壁上的煤连续地切割下来，然后经刮板输送机、转载机和带式输送机运出工作面。
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。
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。
综采工作面液压支架几种常见事故的预防与处理在综采工作面，合理地选择架型是管理好顶板的前提条件，而正确地使用液压支架则是安全生产的重要保证。
任何性能良好的支架，只有正确的使用，才能发挥支护作用，有效地控制工作面矿山压力。
下面根据对以往的综采工作面液压支架事故处理与预防实践，介绍如下。
一、液压支架下陷后的处理在松软底板条件下使用液压支架时，容易使支架底座陷入底板。
支架底座陷入底板不仅会降低支架的支撑强度，而且会给移架带来困难，有时会因液压支架移不动而影响整个工作面的正常生产。
因此在松软底板的煤层中布置综采工作面时，应考虑工作面底板岩层（或煤层）的抗压强度、工作面涌水量对底板的影响，以及正确选择架型等问题。
底板抗压强度的最小值应大于支架底座对底板的最大比压值，且应考虑工作面涌水对底板强度的影响。
松软底板往往遇水后容易膨胀、鼓起，其抗压强度显著降低，因此松软底板条件的工作面应适当控制涌水量。
液压支架在顶板压力作用下，如果底座陷入底板，可根据不同情况采取以下几种相应措施。
轻微下陷时，移架前在支架底座下垫块木板，支架即可降柱前移。
底座下陷稍深时，可以在支架顶梁下打一个斜撑柱，并系上安全绳，以防倒柱伤人，然后降柱提起底座，此时也可将木板垫入底座，再移架到新的工作位置。
底座陷入较深时，可利用邻架进行处理。
借助邻架前梁进行处理，即将锚链或钢丝绳的一头拴在邻架的前梁上。
另一头拴在本架底座上，降下邻架的前梁，在本架降柱移架的同时，升起邻架的前梁，把本架底座吊起前移。
也可以在支架底座前侧安装提底座装置。
二、液压支架倾倒的预防及处理在生产过程中，有时会遇到液压支架的倾斜歪倒事故，即倒架。
倒架事故不仅给移架工作带来很大困难，而且常因倒架区域顶板得不到有效支撑引起局部冒顶事故。
如果不及时处理，还会由一架支架倾倒而使相邻支架相继倾倒，造成事故的继续扩大，严重影响生产。
因此，发现有倒架趋势，应及时调架处理，防止倒架事故的发生；一旦发生倒架事故，要立即扶起，避免事故的扩大。
综采工作面液压支架倒架处理方法
1.实施装配前，首先将液压支架安装在合适的位置，并按要求完成安
装作业；
2.根据实际情况，将液压支架上的液压软管安装好；
3.进行内腔清理作业，将内腔内容物清理净，使液压支架的内腔清洁；
4.完成液压支架的支撑，并将钢丝绳收紧；
5.将液压缸放入液压支架，按顺序紧固所有螺钉；
6.检查液压软管和液压缸，确保安装无误；
7.将液压支架依次从安装位置倒下，期间应继续保持液压软管的完整性；
8.完成倒架后，要进行安全检查，确保液压支架的安全可靠的使用。
10101综采工作面倒架漏顶原因及处理措施10101综采工作面在回采闲置后出现歪架、倒架现象、漏顶，现结合实际，分析造成综采工作面液压支架倒架漏顶的原因，并总结倒架的基本处理方法和预防措施。
l、工作面概况桃源鑫龙煤业10#煤采区的10101综采工作面采用走向长壁式布置，全部垮落法控制顶板，走向长已到末采线，倾向长150m.工作面初采倾角较大(0——20度)，随着工作面向前推进，煤层倾角逐渐变大。
工作面平均煤高约5.8m。
工作面主要机电设备及基本参数：SGZ —764/264型刮板输送机2部；ZF5000/17/32型液压支架99架，ZFG5400/19/34型液压端头支架6架MG—200/468WD型电牵引采煤机1部。
2、原因分析：10101工作面推进距停采线约400附近时，煤层厚度5.8 m左右。
由于该段位于小向斜的轴部，地势低洼，工作面含水层涌水聚积该处，随之带来一定的淤积煤，现场作业环境较差。
工作面推进到该处时，先是排头3架出现下滑趋势，继而发生倒架，随后倒架一直扩展到 2 3架。
由于条件差，采取措施不果断，现场监督管理不力，支架倒架、顶梁错差、架间超宽的现象更为严重现场测量2、3支架顶梁横向倾角最大达35。
,在1～8支架范围内架间最宽达700mm，支架失去对顶板的有效支撑，使本来就破碎错动的顶板条件进一步恶化。
同时由于工作面坡度较大，架间、梁端大量流矸，给安全生产带来严重威胁。
工作面一度被迫停产，处理倒架，浪费了大量人力物力。
3、工作面支架倒架的原因分析支架力学模型稳定性分析，支架在支撑顶板时，对底座下侧边缘的倾倒力矩M为：M= H g Gs i n a —BGc o s a／2一BN2／2一H u2N2+BN1／2式中，H g为支架重心高度；H为采高;B为支架底座宽度；N1为底板对底座的支承力；N2为顶板对顶梁的正压力；u2为顶梁与顶板间的摩擦因数；G为支架所受重力；a为底板倾角。
3 .1 现场条件影响(1) 工作面倾角的影响。
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。
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 勺摆动间隙，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^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。
对于煤层倾角大于15°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，超高和操作是影响支架倒架的次要因素，除保持好输送机直线，调好工作面伪斜外，还要采取以下措施:
（1 ）对机头第一架采取防倒措施，使之站正不倒，给工作面中间支架提供稳定的支点。
（2）拉移支架从机头第一架开始往机尾方向顺序移架，在移架过程中要注意调架。
（3）搞好工作面工程质量，顶底板割直割平，防止出现错台阶和超高，保持支架有效承载。
（4）加强支架的检修，杜绝漏窜，防止支架自动下降，移架后要升
紧，保证支架达到初撑力。
