综采工作面倒架调整支架方案
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工作面处理支架倒架安全技术措施三采区34211工作面38#—60#支架段因受地质构造影响和采高超高等因素,导致38#—57#支架歪斜倾倒严重,无法有效支撑顶板,为加强工作面顶板支护,现需对38#—57#支架架形进行调整扶正,为确保施工人员的安全,特制定本安全技术措施.一.工作面概况1、三采区34211回风巷现推进至572.5m处,运输巷推进至552.8m 处,伪斜角度为12°。
2、三采区34211工作面36#—58#工作面支架不接顶,支架顶部空顶面积大,不能正常推移。
3、三采区34211工作面38#—57#支架歪斜倾倒严重。
二.施工方法1、利用730链条配合锯齿形连接环将伸缩千斤顶的一端固定于当前倾倒支架上一架前立柱或刮板输送机齿轨上。
2、将伸缩千斤顶活柱伸出,然后将活柱终端利用730链条配合锯齿形连接连接至倾倒支架的前立柱上。
3、将倾倒支架前后立柱降下10-20cm。
人员撤至当前倾倒支架上方4组支架(6米)处,在施工支架向下3组支架前立柱至后立柱段设置架间防护,要求架间全断面防护,远程操作片阀将伸缩千斤顶缓慢收缩,直至将倾斜支架扶正。
4、使用坑木将扶正支架底座垫实,伸紧当前支架。
5、由上自下依次使用上述方法将歪斜倾倒支架扶正。
三.施工顺序安全确认→敲帮问顶→上下端头设置警戒→设置架间防护→固定伸缩千斤顶、链条→片阀操作配合拉架→扶正升紧支架→下一循环四、安全技术措施(一)处理倒架安全技术措施1、施工作业前需做好现场安全确认工作。
2、施工作业前,施工负责人必须安排专人在工作面上下端头向西5m处设置警戒,严禁无关人员进入上下端头。
3、作业前,必须将支架间防矸门闭锁。
4、使用锯齿形连接环时,必须使用专用的保险销。
5、升扶正支架时,人员躲在支架四连杆间操作片阀,随时观察架间矸石掉落。
6、施工时,严禁无关人员操作片阀,将操作支架处片阀打到零位,并挂好防护罩。
7、使用单体柱调整支架时,掌握好单体柱制成角度,一头顶在支架顶梁处,一头顶在支架底座中间;单体柱接触点一定要选在能稳定受力处。
综采工作面初采期间倒架专项管控措施综采工作面初采期间倒架专项管控措施一、顶板:1、2号煤直接顶类别为1~2类,即为不稳定~中等稳定顶板。
基本顶级别属于Ⅰ级,来压不明显。
工作面直接顶初次垮落步距8m左右,工作面老顶初次来压步距为19.2~23.2m,周期来压步距为6m~13.2m,顶板随采随落。
2、5号煤直接顶类别为1~2类,即为不稳定~中等稳定顶板,来压不明显。
工作面推进至15m左右时直接顶初次垮落,老顶初次垮落步距约为40m,老顶周期来压步距约为20m,由于工作面顶板为中硬-坚硬顶板,老顶来压预计不明显,顶板随采随落。
二、重大安全风险因素如下11505工作面初采期间易发生倒架伤人事故,由于2、5#煤煤质松软,顶煤不易保留,初采期间易使顶煤漏空,回采时容易使支架咬架、倒架,造成人员伤亡。
三、防范措施1、第1、2、3号支架之间用防滑、防倒油缸进行连接,移架后调整支架顶梁和尾部防止下滑。
防倒油缸安装在顶梁上,防滑油缸安装在尾梁上。
2、及时调整支架的结构和支架状态;强化支架的管理与正规操作,严格工程质量管理。
3、使用好液压支架本身的侧护板千斤顶和支架底调千斤顶及时调整支架。
4、及时调整工作面伪斜,保证伪斜角5-8°。
5、加强工作面支架工程质量管理,严格按标准施工。
6、严格控制采高,杜绝超高采煤。
7、加强工作面顶板管理,防止发生顶煤掉落现象,防止顶梁上方空顶。
8、工作面支架间的间隙不超过150mm;禁止发生挤架现象。
9、工作面支架必须垂直煤壁;调整时支架仰俯角不得超过±7°。
10、相邻两支架顶梁相错不得超过侧护板厚度的2/3。
11、移架时,应由两人配合操作,观察相邻两支架的顶梁、尾梁和侧护板,防止出现咬架、挤架、歪架现象。
12、调整工作面伪斜时,每调整一个大循环后必须推采2~4个正规循环,及时调整支架方向,保证支架垂直于前部刮板输送机。
四、处理措施1、首先观察清楚挤架、歪架、咬架、倒架的现场情况,根据现场情况采取可行性措施进行处理。
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。
综采工作面液压支架倒架处理方法液压支架倒架通常会发生在以下几种情况下:1.工作面顶板距离底板过大,顶板积压产生大的水平力,超过了支架的抗倾覆能力。
2.煤柱崩落,导致支架失去支撑。
3.支架杆柱锁定不当,支架的支撑力传递不到底板。
以下是液压支架倒架处理的方法:1.确认人员安全:在处理液压支架倒架之前,首先要确保矿工的人身安全。
确认没有其他安全隐患后,把人员撤离至安全地点。
2.倒架支架前的准备工作:a.定位写真:根据井下测量结果,把井下实际落差标识在支架上,制定合理的倒架计划。
b.准备工具和材料:根据倒架计划,准备好所需的工具和材料,如二爪千斤顶、起吊链条、液压泵站、防坠具等。
c.检查支架结构:对支架进行检查,确保各部位结构完好,能够正常工作。
d.清理煤尘:在倒架过程中需要清理支架周围的煤尘,以确保操作的安全和顺利。
3.倒架过程的控制和操作:a.先行缓慢松紧:根据倒架位置和方向,逐渐松紧支架系列油缸螺栓。
顺时针松开,逆时针拧紧。
要避免突然大幅度的松紧。
b.控制油缸压力:根据实际情况,适当调整液压泵站的工作压力,以控制油缸的升降速度,确保安全而又稳定。
c.进行倒架操作:根据倒架计划和操作经验,采用千斤顶、起吊链条等工具,逐步倒架支架。
d.检查倒架结果:倒架过程中,要不断检查支架倾覆情况,确保倒架的位置和方向符合要求。
4.倒架后的处理:a.固定支架:倒架完成后,要及时对支架进行固定,以确保支架的稳定性。
b.清理工作面积压:在倒架完成后,要及时清理工作面积压,消除倒架前出现的积压和局部坍塌。
c.重新启动工作面生产:倒架处理完成后,要根据实际情况重新启动工作面的生产,确保生产的顺利进行。
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。
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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。
综采工作面调整支架安全技术措施示范文本In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of EachLink To Achieve Risk Control And Planning某某管理中心XX年XX月综采工作面调整支架安全技术措施示范文本使用指引:此解决方案资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进,同时考虑各个环节之间的关系,每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划,并将危害降低到最小,文档经过下载可进行自定义修改,请根据实际需求进行调整与使用。
3212工作面在推进过程中,由于出现两条断层,致使在45#-49#支架段、65#-78#支架段为半煤,49#-65#支架段、78#-107#支架段为全岩。
在断层附近易出现片帮、漏顶事故,为确保工作面安全推进,特制定以下安全技术措施:一、技术措施:1、45#-107#支架在推进过程中逐刀挑顶留底,采高一般控制在2.2-2.5m。
在调整过程中要保持刮板输送机平缓过渡。
45#支架至机头段不做调整。
在断层附近支架要提前移出并打出伸缩梁,以及时支护顶板,若支架移除后,端面距扔大于340mm应采用单体液压支柱与棚板配合支护顶板,以防止出现片帮、漏顶事故。
若在调整段发生漏顶事故,严格按照以下方法进行维护。
(1)处理漏顶前必须提前准备好足够的单体支柱与1.4m及2.8m的棚板,然后再进行处理。
(2)在漏顶段支架的伸缩梁边框(伸缩梁下方)与煤壁之间横向打单挑液压支柱,支柱柱头打在支架上,支柱底打在煤壁。
每个支架打两根,且相互平行。
(3)支设支柱时两人作业,一人扛起支柱面向煤壁,另一人给支柱注液。
1232综采工作面调整支架安全技术措施一、说明:1232工作面推采过程中,在工作面46号架上下位置节理发育,褶曲繁多,小断层交错,,煤体酥软,造成顶板破碎冒落,此段支架歪斜;根据地质资料和揭露情况分析,将对工作面正常生产、煤质带来较大影响。
为保证工作面正常推进、保护机械设备,确保安全生产及煤炭质量,特提本措施,望有关人员认真贯彻执行。
二、技术措施I、调架技术措施1、使用单体支柱配合支架侧护自下向上进行调架,用单体支柱顶在待调整支架下侧侧护板或顶梁下侧牢固可靠处,单体支柱柱体周围必须有足够的移动空间,降待调整支架立柱,单体支柱送液,拉移支架,将支架架形调正。
如机头侧架脚下有较大空间,将木墩放入架脚下垫实底板。
作业时,作业人员必须听从现场负责人的统一指挥,禁止非作业人员在此处逗留。
2、作业时,单体支柱柱头必须拴好防倒绳或防崩绳,用铁丝绑在支架上,支柱柱根垫好木托板,防止单体支柱打滑。
单体支柱送液必须采用远控操作,将注液枪固定在单体支柱三用阀上,注液枪扳手用铁丝绑住,液管另一端接到支架备用阀组上,操作支架备用阀组把手为单体支柱送液。
送液时要缓慢按下把手缓缓送液,防止单体支柱弹出。
3、作业时,操作支架人员在与待调整支架相隔3架支架处进行操作,降架前必须用废旧皮带将架间及架前的管线、电缆进行保护,落矸砸伤管线、电缆。
5、作业时,作业区域上、下10m范围各设置1处警戒,禁止人员通行,所有作业人员要躲开单体支柱崩柱的波及范围,防止单体支柱弹出伤人及架间落矸伤人。
6、如有支架间隙大等现象时,要及时用半圆、大板等接实顶板,防止矸石掉落伤人或砸坏管线。
7、正常割煤时,使用侧护逐架调架。
下行割煤时,自上向下逐架移架并用侧护板调整支架,上行割煤时,如果顶板条件允许,采取分段向下的方法移架,即采煤机割煤后先将支架伸缩梁及护帮板打出维护顶板,每割20个支架后自上向下拉移支架。
II、压溜推溜技术措施1、因工作面软底造成支架推溜过程中出现面溜不正常飘起,因此采用单体压住面溜前端推溜防止非正常飘刀。
综采工作面液压支架倒架处理方法液压支架倒架是指在煤矿综采工作面提前期或支架移动过程中,出现液压支架倒塌或不稳定等紧急情况,需要采取相应的措施来稳定支架、保证人员安全。
下面将介绍一种综采工作面液压支架倒架处理方法。
首先,在综采工作面液压支架倒架时,应迅速采取紧急停车措施,停止工作面提前,停止煤机和刮板输送机等设备的运转。
考虑到倒塌支架可能对工作面人员的威胁,及时救助受困人员,确保他们的生命安全。
然后,确认倒塌支架附近的地质情况。
采矿公司通常会对矿井进行地质勘探和地质预报,这样可以提前得知工作面的地质特征及变化趋势。
通过对地表和井下地质情况的观察,了解支架倒塌的原因,有助于制定相应的处理方案。
接下来,进行现场排查和评估。
对于综采工作面液压支架倒架的情况,需要迅速组织专业人员前往现场进行排查和评估。
通过对倒塌支架周围环境和支架自身状况的检查,确定支架倒塌程度,判断受影响的区域范围,并采取相应的措施进行支架的稳定。
在排查和评估的过程中,要确保现场人员的安全。
应配备相应的安全设备和工具,并对应急人员进行相应的培训,提高应急处置能力。
针对不同的倒塌程度,采取相应的处理方法。
一般情况下,可以采取以下措施:1.针对倒塌支架进行加固。
通过支架倒塌点之前的柱腿与帮助进行连接,或采用其他形式的支撑物,增加支架的稳定性。
2.进行搅拌和压实。
使用设备对倒塌支架附近的煤炭和岩石进行搅拌和压实,提高支架的稳定性。
3.开展抢救措施。
对于无法进行加固和压实的倒塌支架,应派遣专业抢救队伍进行救援,确保工作面人员的安全。
4.进行后续监测。
在倒塌支架处理后,应加强对综采工作面及支架的监测,及时掌握工作面的变化情况,以防止再次出现类似的倒塌情况。
综采工作面液压支架倒架处理是一项紧急且复杂的任务,需要专业知识和丰富的经验。
在处理过程中,要注重安全,确保人员的生命安全,及时采取措施稳定支架,防止事故扩大。
同时,需要加强事故的调查分析,并总结经验教训,完善安全管理制度,提高煤矿综采工作面的安全性。
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。
四矿液压支架受力分析如图1a所示,在大倾角综放工作面上,支架正常工作时,支架在顶板压力的合力N、支架自重G、初撑力N1、可能的上下邻架间挤压力P1和P2(包括附加稳定装置提供的支撑力)、底板反力N2作用下处于平衡状态。
图1当支架所受合力作用点偏出支架下边缘时,就会导致支架倾覆在力矩极限平衡条件时,底板反力N2作用于0处(图1b),此时有Gb=(P1-P2)H+(Hsin -B2cos )Nb=(B/2)cos -Hgsin式中:H为支架高度;B为支架底座宽度;b为支架自重作用方向与支架底座下边缘的水平距离;Hg为重心高度。
由上式可以看出b与成反比,支架底座越宽,支架重心越低,支架使用高度越低,支架越稳定,适应的倾角与来压强度将越大。
图1支架工作时受分析,从图可以看出,支架自稳力臂长b随支架重心高度增大而减小,随支架底座宽度增大而增大。
因此支架底座越宽、支架重心越低、支架支撑高度越低 ,支架的自重稳定力矩越大 ,则支架适应的倾角与来压强度将越大。
在大倾角煤层 ,顶板不是沿法线方向移动 ,而是沿一条逐渐接近重力方向的曲线移动 ,顶板愈不稳定 ,其移动曲线离法线愈远。
因此 ,顶板对支架产生的压力也不完全是沿重力方向的,而是沿一条逐渐接近重力方向的曲线移动 ,对于 EA03 工作面这种三软煤层且平均倾角为 30°的工作面而言 ,在顶板大幅度下沉后期,甚至有沿煤层倾向移动加大的趋势 ,这就使得该工作面液压支架倾倒的风险性与复杂性增大。
倒架原因分析目前工作面的倒架、咬架现象不是某一特定的因素引起的 ,而是各种因素综合作用的结果。
经过对 EA03 工作面长期的现场观察和深入分析 ,认为倒架的诱发因素主要有以下几点。
1、支架上方空顶。
煤岩主要为泥质粉砂岩 ,煤层普氏系数 f=0.3, 该煤层的煤质属中—低变质烟煤 ,自稳性能差 ,且顶底板岩层工程力学性质差 ,松软破碎。
此种情况势必造成工作面前方煤壁松散、片帮、漏顶情况频发 ,使得支架上方空顶 ,支架的初撑力达不到要求 ,因此支架受力的稳定平衡状态被破坏 ,极易发生倒架。
FORUM 论坛管理110 /矿业装备 MINING EQUIPMENT综采工作面液压支架倒架机理及防治措施□ 陈 宁 晋煤集团成庄矿生产部1 倒架原因分析导致综采工作面液压支架倒架的因素众多,主要包括采高、煤层倾角变化、底板岩性、人为操作等,有时候倒架由一种因素导致,有时候由多种因素综合导致,应该从源头上分析产生的原因,超前防控,杜绝倒架情况的发生。
对影响支架倒架的重要因素分析如下。
1.1 煤层倾角煤层倾角变化幅度较大时,工作面需进行仰俯调整,支架受工作面仰俯角变化牵引,出现倾斜现象(如图1、图2)。
支架倾斜过程中,支架重心点将逐步向倾斜一侧偏移,在理想情况下(不考虑工作面底板支撑强度),当重心点超过某一临界值时,支架倒架趋势将由被动向主动转变,最终发生倒架事故,以ZFG7200/18.5/33.5型放顶煤支架为例。
支架在运输期间,架高1.85 m,支架重心在支架底座以上1 m 位置。
按比例代入后,架高3 m 时,支架重心在支架底座以上1.62 m 左右位置(不考虑侧护板支护宽度,随着煤矿采掘工程的延伸,地质条件逐步变得复杂多变,综采工作面液压支架在地质条件发生明显变化时,支架易发生歪斜、倒架现象,甚至发生冒顶事故。
一架支架的倒架大概率会导致相邻支架的倾倒,造成事故扩大,综采工作面连续生产受到制约,严重影响矿井的安全高效性。
为保障矿井生产的持续均衡,探究综采工作面液压支架倾倒原因,制定防范措施必不可少。
倒架严重区域侧护板作用已基本失效)。
支架处于被动倒架时,P 0≤P 1,支架重力全部作用在底板上,对相邻支架无影响。
(P 0:支架重力;P 1:底板支撑力;P 2:相邻支架支撑力)。
当支架处于主动倒架时,P 0=P 1+P 2,底板无法完全支撑支架,部分重力作用在相邻支架上,促使相邻支架进入倒架过程。
在不考虑其它因素的情况下,当支架倾斜角度超过24°时,支架处于主动倒架状态。
1.2 工作面底板岩性工作面支架发生倾斜时,支架大部分重量集中在倾倒一侧,当工作面底板岩性较软时,底板所能提供的支撑力小于支架倾倒一侧所承受的重力时,底板将发生破碎,支架进一步倾斜,最终导致倒架。
综采工作面倒架原因及处理措施1101综采工作面在回采的过程中出现过歪架、倒架现象,现结合实际,分析造成综采工作面液压支架倒架的原因,并总结倒架的基本处理方法和预防措施。
l、工作面概况1101综采工作面采用走向长壁式布置,一次采全高,全部垮落法控制顶板,工作面长约150m,顺槽1200m.工作面初采倾角较大(5 ~15。
),随着工作面向前推进,煤层倾角逐渐变小。
工作面平均采高约 3.5m。
工作面主要机电设备及基本参数:SGZ—800/800型刮板输送机1部;ZY6800-24/50型液压支架96架,MG500/1130(1180)-AWD型电牵引采煤机1部。
2、回采中出现的问题2011年9月,1101工作面推进到20米左右时,采高为4.5 m时由于没有控制好顶板,巷道上帮发生片帮、局部冒顶,顶板较破碎,随之带来巨大压力,工作面推进到该处时,先是由5架出现下滑趋势,继而发生倒架,随后倒架一直扩展到1 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,倾角最大达35。
,在50~54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如图1所示,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。
4、现场条件影响(1) 工作面倾角的影响。
1101工作面在倒架段,煤层倾角大约在7°,由于倾角的影响,支架和顶板均会出现一个下滑分力( F=Gs i n a),该分力的作用结果造成支架存在一定倾倒趋势,而且随着倾角的增大,由下滑分力作用引起支架下滑、使倾倒的趋势上升。
综采工作面防止倒架及处理倒架方法在煤矿的综采工作面上,倒架这事儿可不是小事儿。
一旦发生了,后果可想而知,不仅会耽误工作,甚至可能带来严重的安全隐患。
说实话,看到有的矿工在工作面里忙得热火朝天,忽略了支护的安全,才容易出事。
总说“安全第一,预防为主”,这话可不是随便说的,真的得重视。
你要是没处理好,倒架了,那真是赔了夫人又折兵。
不仅人要受累,设备也得跟着遭殃。
大伙儿都知道,综采工作面是煤矿生产的核心地带,万一哪天支护系统不稳定,往地上一趴,情况可就复杂了。
所以,防止倒架,关键得从源头入手,不能等到发生了再后悔。
得搞清楚倒架发生的原因。
要是支护设计不合理,那就有点像建房子没打好地基,风一吹就可能倒。
要是支护材料不合格,拿着假货做支撑,那结果也能想象。
最重要的是,人员操作不当,一旦矿工在支护过程中粗心大意,倒架的风险也就来了。
工作面本身的地质条件也是个大问题。
有时候坑里一片软泥,支撑不好就容易滑坡。
而这些问题,平时得注意,不能心大。
也别觉得“事情没那么严重”,这种忽视小事的态度,往往就能酿成大祸。
防止倒架的措施究竟有哪些呢?支护设计要符合标准,力求做到科学合理。
要根据不同的地质条件,选择合适的支护形式。
有的地方适合用钢支撑,有的地方可能需要更多的锚杆,甚至是更复杂的支护系统。
设计完了还得做实际的检测,确保各项参数都符合要求。
要知道,煤矿不是说挖就挖的,咱得搞清楚“这个山能不能掘”,能不能撑得住。
这就像盖房子,先得有个详细的设计图,不能只想着“能住就行”,不能草草了事。
得确保支护材料的质量。
别想着便宜,省点钱就能凑合过得了。
煤矿的支护系统不容马虎,材料一旦出现质量问题,整个平台就得玩完。
比如,锚杆没合格,支撑力就不足,顶板就可能随时掉下来,危险系数一下子就飙升。
这就像你买了一双鞋,外面看着挺新,穿上就知道是不是劣质货。
支护材料必须得选好,不能偷工减料。
矿工们常说,能在综采工作面上活下来,得靠技术和运气,但运气这种东西太虚,还是得把技术给做扎实了。
㊀㊀收稿日期:2019-05-21㊀㊀作者简介:丛龙丰(1979-)ꎬ男ꎬ本科学历ꎬ助理工程师ꎬ现在上海大屯能源股份有限公司孔庄煤矿工作ꎮ综采工作面大范围歪架、倒架原因分析及应对措施丛龙丰(上海大屯能源股份有限公司孔庄煤矿ꎬ江苏徐州221000)㊀㊀摘㊀要:本文围绕孔庄煤矿8105综采工作面过断层期间发生的大范围歪架㊁倒架事故ꎬ阐明大范围歪架㊁倒架事故产生的原因及采取的有效应对措施ꎬ为类似综采工作面回采工程中歪架㊁倒架事故预防和处置提供一定的参考ꎮ关键词:综采工作面ꎻ过断层ꎻ大范围ꎻ歪架ꎻ倒架ꎻ挤架ꎻ应对措施中图分类号:F406.8ꎻTD771㊀㊀文献标志码:B㊀㊀文章编号:1008-0155(2019)10-0110-021工作面地质及开采概况孔庄煤矿8105工作面标高-287.8m~-160.4mꎬ靠近煤层露头ꎬ顶部为7煤采空区ꎬ煤厚2.1m~3.8mꎬ倾角15ʎ~24ʎꎮ8煤直接顶为灰黑色的砂质泥岩ꎬ老顶为细砂岩ꎬ煤层底板为泥岩ꎮ工作面布置ZY6000/17.5/38型液压支架174台(重19.9t)ꎬMG500/1130-WD型煤机(截深0.8m)ꎬSGZ-800/1050型刮板运输机ꎮF23断层落差13.5m~16mꎬ由下(机巷)向上(回风巷)斜穿工作面ꎬ与工作面夹角52ʎꎬ走向影响240mꎮ工作面过该断层时ꎬ30#~70#支架出现了大范围歪架现象ꎬ部分支架挤死㊁咬架严重ꎬ对安全和生产造成严重影响ꎮ2工作面歪架主要原因分析工作面歪架㊁倒架多发生在倾角较大的工作面ꎬ主要是由于支架超高使用或接顶不实造成ꎮ即由于采煤机司机截割时采高控制不好ꎬ使采高超过支架的最大支撑高度ꎬ或是工作面顶板破碎ꎬ支架上方煤矸冒落后ꎬ支架无法有效接触顶板ꎬ造成初撑力不足ꎬ在下滑分力作用下ꎬ支架重心失稳ꎬ引发歪架㊁倒架ꎮ8105工作面主要受破碎顶板影响ꎬ支架超高㊁接顶不实出现歪架ꎮ2.1特殊地质条件因素8105工作面F23断层处ꎬ直接顶为厚6m~8m砂质泥岩ꎬ老顶为砂岩ꎬ底板为泥岩㊁砂质泥岩ꎮ次生断层较为发育ꎬ淋水严重ꎬ工作面煤(岩)体软化㊁破碎ꎬ多处淋水区域顶板出现严重片帮㊁漏顶㊁抽冒现象ꎬ并在淋水的作用下持续漏冒ꎮ2.2输送机上窜影响工作面机巷15ʎ爬坡过F23断层时ꎬ多次进机头调整伪斜角度ꎬ以保证转载机㊁刮板输送机合理搭接ꎬ导致输送机呈上窜趋势ꎮ支架受输送机上窜和移架作用力影响ꎬ加大了歪架的可能性ꎮ2.3处理措施不力造成歪架(1)客观条件(断层㊁淋水等)认识不足ꎬ缺乏经验ꎬ预防措施不当ꎮ(2) 生产为主 价值导向ꎬ工程质量把关不严ꎬ造成支架状态差(超高㊁ 高射炮 等)ꎮ(3)班组各自为战ꎬ错过初期最佳扶架时机ꎮ(4)煤岩加固材料现场(淋水)不适用ꎬ持续片帮掉渣得不到控制ꎬ增大了顶板维护难度ꎬ顶板维护质量大打折扣ꎮ(5)关键时期停产放假ꎬ延长了顶板维护周期(由正常16h扩大至48h以上)ꎬ使本就难以控制的顶板大面积垮塌ꎮ(6)初期锚顶支护人员配备不足ꎬ支护效率及效果较差ꎮ(7)以顶板维护为主的检修班(兼生产班)在困难时期组织生产ꎬ打破了生产作业习惯ꎬ导致连续多台支架出现错差㊁咬架现象ꎬ歪架情况进一步恶化ꎮ(8)职工主动性差㊁责任心不强ꎬ特殊条件下处置能力欠缺ꎬ导致管控措施㊁预定方案落实大打折扣ꎮ3工作面大范围歪架应对措施3.1统一思想ꎬ提高处置效率(1)召开专业㊁科队㊁班组专题会ꎬ制定安全㊁简捷㊁高效的科学扶架方案ꎬ并坚定执行ꎮ(2)安排歪架处置经验丰富的老职工ꎬ连班指挥ꎬ扩大顶板控制和扶架成果ꎮ(3)科室㊁区队专业人员现场盯防ꎬ保证方案及时修正㊁高效落地ꎮ3.2加强顶板管控3.2.1锚网梁联合支护对歪架区域上㊁下两端完整顶板进行锚网梁加固ꎬ由两端向中间逐步压缩漏冒顶范围ꎮ锚顶使用6.0m长预应力钢绞线锚索ꎬT型钢带梁ꎬ点焊网片(方格网)ꎬ增强对顶板的主动支护作用ꎬ减011少架间网兜形成ꎬ为支架降架调整创造有利条件ꎮ3.2.2注胶加固煤岩体引进堵水充填加固胶体材料ꎬ对淋水造成的片帮漏顶区域帮顶反复打孔注胶ꎬ增加煤岩体的完整性ꎮ3.2.3上网造人工假顶对顶板完全冒空地段ꎬ在支架上方打连体木垛控顶ꎬ铺设金属网夹层ꎬ兜裹破碎顶煤矸形成人工假顶ꎮ高冒区采取打托棚铺底ꎬ注胶充填堵漏方式造人工假顶ꎮ3.2.4层位㊁采高调整相较于浸水软化的砂质泥岩顶板ꎬ8煤硬度大㊁注胶后整体性好ꎮ针对这一特性ꎬ采取留0.5m~0.8m厚煤顶方式回采ꎬ减少煤机破岩对顶板的扰动破坏ꎮ同时ꎬ将歪架区采高严格控制在2.8m左右ꎮ3.2.5缩小循环进尺循环进尺由0.8m缩减至0.4m~0.6mꎬ缩小空顶距和煤机截割空顶面积ꎬ缩短维护周期ꎮ3.3歪架调整3.3.1伪斜调整采取调整机尾进尺㊁反向由机尾向机头推溜等方式ꎬ抑制刮板输送机上窜ꎬ减少对移架的影响ꎮ3.3.2直线调整歪倒架无支撑力ꎬ推溜移架困难ꎬ往往造成进尺不够㊁大幅滞后现场ꎮ歪架区域需反复进刀ꎬ避免支架大范围挤死现象发生ꎮ3.3.3单体强行扶架3.3.3.1扶架方式由于歪架范围较广ꎬ中下段歪斜支架咬架㊁挤架严重ꎬ部分支架前移困难ꎮ故采取以上调支架顶梁为主㊁下甩支架底座为辅的方式进行扶架ꎬ加快撕开咬死㊁挤死支架ꎬ保证歪倒支架能够顺利移动ꎮ3.3.3.2扶架操作步骤(1)选择架间空隙较大的上部歪斜支架作为初始调整支架ꎬ以0.3m~0.4m空档为宜ꎬ由上向下逐步向上调正支架顶梁ꎮ在上调支架顶梁过程中ꎬ空档缩小至0时ꎬ则从上部空档处进行新一轮调整ꎮ(2)为避免上调支架顶梁过程中ꎬ架间空档过大出现大面积漏顶现象ꎬ在被调整支架下方吊挂双重菱形金属网ꎬ打半圆木单体棚堵漏ꎮ扶架过程中ꎬ伸本架侧护板ꎬ收上架侧护板ꎮ(3)清净被调支架底座下方以及周围积矸ꎮ(4)在被调整支架顶梁下沿合适地点ꎬ打2棵斜向上支撑的液压单体支柱ꎬ采用远程供液操作方式ꎬ上调顶梁前移支架ꎮ移架后保留1棵支撑单体ꎬ防止已调支架再次下倒ꎮ(5)因挤架㊁咬架造成支架前移困难时ꎬ使用单体登在下台支架四连杆铰接凹槽处ꎬ柱头顶在被调支架前梁凹槽处ꎬ进行移架ꎮ单台支架无法前移时ꎬ可操作2台或3台支架同时移架ꎮ(6)下调支架底座ꎬ选择歪架范围下端底座空隙较大处支架作为初始调整支架ꎮ在被调整支架顶梁下沿合适地点ꎬ打1棵支撑单体ꎬ降架将支架底座吊起ꎬ在支架底座上侧打1棵向下斜撑的单体支柱ꎬ将支架底座下靠ꎮ3.3.4平衡油缸防倒已调正支架使用平衡油缸㊁尼麻绳与上方支撑有力支架形成连锁ꎬ防止已控制支架再次歪倒ꎮ4结语综采工作面控制歪架㊁倒架理想措施是确保支架支撑状态良好ꎬ初撑力㊁工作阻力满足要求ꎮ但由于客观㊁主观等方面原因ꎬ生产过程中往往达不到理想要求ꎬ应根据不同的歪架原因ꎬ制定不同的预防处理措施ꎮ上述歪架㊁倒架处理方法简单㊁实用㊁可操作性强ꎬ成功处理了8105工作面大范围歪架事故ꎬ推动工作面走向正常生产ꎬ保证了现场作业人员的安全ꎮ参考文献:[1]蒋立宪ꎬ等.单体支撑力矩法处理液压支架方向歪架技术实践[J].煤矿现代化ꎬ2014ꎬ(6):13-14.[2]张雷ꎬ王宝.综采工作面歪架的原因及处理对策[J].煤炭科技ꎬ2006ꎬ(2):4-5.[3]朱学锋ꎬ等.杨庄煤矿大倾角工作面重型支架歪架预防及处理[J].山西建筑ꎬ2013ꎬ(4):80-81.(责任编辑:张春玲)111。
四矿液压支架受力分析
如图1a所示,在大倾角综放工作面上,支架正常工作时,支架在顶板压力的合力N、支架自重G、初撑力N1、可能的上下邻架间挤压力P1和P2(包括附加稳定装置提供的支撑力)、底板反力N2作用下处于平衡状态。
图1
当支架所受合力作用点偏出支架下边缘时,就会导致支架倾覆。
在力矩极限平衡条件时,底板反力N2作用于O处(图1b),此时有
Gb=(P1-P2)H+(Hsin-B2cos)Nb=(B/2)cos-Hgsin
式中:H为支架高度;B为支架底座宽度;b为支架自重作用方向与支架底座下边缘的水平距离;Hg为重心高度。
由上式可以看出b与成反比,支架底座越宽,支架重心越低,支架使用高度越低,支架越稳定,适应的倾角与来压强度将越大。
图1支架工作时受分析,从图可以看出,支架自稳力臂长b随支架重心高度增大而减小,随支架底座宽度增大而增大。
因此支架底座越宽、
支架重心越低、支架支撑高度越低,支架的自重稳定力矩越大,则支架适应的倾角与来压强度将越大。
在大倾角煤层,顶板不是沿法线方向移动,而是沿一条逐渐接近重力方向的曲线移动,顶板愈不稳定,其移动曲线离法线愈远。
因此,顶板对支架产生的压力也不完全是沿重力方向的,而是沿一条逐渐接近重力方向的曲线移动,对于EA03工作面这种三软煤层且平均倾角为30°的工作面而言,在顶板大幅度下沉后期,甚至有沿煤层倾向移动加大的趋势,这就使得该工作面液压支架倾倒的风险性与复杂性增大。
倒架原因分析
目前工作面的倒架、咬架现象不是某一特定的因素引起的,而是各种因素综合作用的结果。
经过对EA03工作面长期的现场观察和深入分析,认为倒架的诱发因素主要有以下几点。
1、支架上方空顶。
煤岩主要为泥质粉砂岩,煤层普氏系数f=0.3,该煤层的煤质属中—低变质烟煤,自稳性能差,且顶底板岩层工程力学性质差,松软破碎。
此种情况势必造成工作面前方煤壁松散、片帮、漏顶情况频发,使得支架上方空顶,支架的初撑力达不到要求,因此支架受力的稳定平衡状态被破坏,极易发生倒架。
2、工作面倾角大。
EA03工作面倾角为30°,在重力分量(F=Gsin)的作用下,工作面支架和设备下滑、倾倒的可能性急剧增加,支护系统极易失稳。
支架降架前移架时,会因失去支撑点而偏斜或倾倒,在三软煤层大倾角综放过程中,由于支架上方顶煤松软破碎,这一现象会更加明显。
3、底板松软。
由于该工作面底板为泥质粉砂岩,硬度较小,支架对底板的比压大于底板的抗压强度,支架钻底造成倒架。
同时,工作面底板会向已成空间移动,变形破坏的可能性增大,底板破坏,支架就失去了稳定的基础。
4、由于煤层比较松软,普氏系数仅为0.3,移架过程中前后梁的升降会对支架上覆煤层产生不规律的扰动,使松软的煤层变的破碎,整体的稳定性降低,不利于顶板对支架作用力的传递,这样就增大了支架倾倒的可能性。
5、防倒装置不完备。
现场认为支架和输送机相连就不用安装防倒,实际在放煤时,放落的煤流有向下的分力,使支架产生向下的摆动,从而带动支架扭斜,这样就会使支架间的间隙改变,支架偏移,也会使移架时前部输送机通过千斤顶的拉架力不垂直于支架,产生侧向的分力,从而诱发倒架、歪架现象。
处理措施
通过对倒架原因的分析可知,工作面的支架选型不能较好地适应现场地质条件。
因此,要从根本上解决倒架问题,就要从支架的选型着手,但考虑到设备的撤离和安装费时费力,影响矿井的正常生产,现有工作面可采取以下措施。
1、根据目前情况,扶架只能从上往下进行,由于工作面前后溜子连在一起,分段移架不能实现,因此将前后溜子的链条解开,根据现场实际情况,将区段可以一起移动的支架作为一个单元进行移架,分段进行人工开帮移架。
目前情况下降工作面分成4段,1—10支架为一
段,11—20号支架为一段,21—28号支架为一段,29—43号支架为一段,先将工作面的浮煤清理干净,将下端的支架支设斜撑单体,部分爬下的支架下面使用单体支设立柱,防止继续爬到,暂时不动的支架进行互帮互顶,防止垮落。
2、从上端头往下人工炮掘开帮,开帮的深度为3米左右,长度按照分段计划执行,使用工字钢单体支护。
3、支架上方铺网架梁。
通过在工作面支架上方铺网架梁防止漏顶,提高顶煤的整体性、稳定性。
铺网选择小孔菱形金属网,网间用铁丝联接,确保联网质量,网子铺设好后再使用锚杆和锚索进行加强支护,防止移架的过程中撕破网子,造成漏顶,必要时需铺设双层网。
(为了保证顶板不破碎,锚杆、锚索的角度为65—70°,朝着煤壁侧的方向打眼,锚杆、锚索托盘上再加木板,增加支护面积)。
在顶煤破碎严重处,为更有效的维护顶板,在网下、支架上架设半圆木,半圆木支设顺山棚,半圆木得长度为3—4米左右,并交叉支护,并保证支架的及时跟进。
4、在28和29号支架后立柱至尾梁之间使用槽钢、工字钢配合单体进行支护,防止因将上部的支架向前移3米后,老唐的大块矸石落下来,将28号支架压死。
5、将28与29支架前后溜子的哑铃销拆开,将前后溜子分开,然后整体推移29号以上的前溜,前溜子推到位以后使用单体在溜子槽上面打压住,再拉该段的支架,支架拉到位后再拉后溜子,然后继续向前推前溜子,再拉架,再拉后溜子,直至将该段的支架全部移到煤壁
侧,并将所有的支架初撑力达到设计要求。
6、在向前拉架的时候逐步将支架向上调整,调出一定的间距,用来扶正下部倾倒的支架。
7、调整出来的间距使用单体工字钢、木板进行支护,杜绝在调出的间距里面出现垮冒现象。
8、本段支架移到位后,将前后溜子的链接装置装设齐全,链条接好。
并在30、31号支架上面斜撑两根单体,防止支架再次下滑。
9、拉移第二段支架的时候在30、31号支架上面装设防到装置,用于拉移第二段支架的时候向上拉架。
10、按照以上方案逐步向下调整支架。
安全科
2013-12-15。