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【摘 要】对倾斜煤层综采支架从初期安装到生产过程中倒架的原因进行了详细的分析，总结出了确定工作面合理采高、伪斜角并保证工作面输送机平直和支架初撑力，是防治支架倒架的主要办法。
【关键词】倾斜煤层；综采工作面；倒架；防治
0.前言
在综采工作面生产过程中，液压支架容易出现自动卸载、咬架、歪架、倒架等现象。除支架倒架外，其余故障处理起来比较容易，对生产影响较小。但倒架事故一旦发生，处理起来难度大，时间长，严重制约安全生产。在此对综采工作面倒架事故的原因进行分析，并提出相应的预防方案。
1.倒架的原因
1.1支架本身特性以ZY6800-19/40型支架为例，其重量达22t，由于支架本身在加工方面的原因，销轴与孔在径向和轴向均存在间隙。当支架升至4m时，支架顶梁沿倾向偏移量可达300mm。顶梁重心的偏移是支架失稳的第一个影响因素。
1.2工作面倾角
对于平均倾角达28°的桃园煤矿综采工作面，工作面倾角对支架倒架的影响是不可忽视的。工作面倾角对倒架的主要影响为：支架重力沿工作面倾向的分力而产生的扭矩使支架重心偏离底座中心而导致支架失稳。
1.3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。当支架超高时，顶梁上抬，除前端外，顶梁与顶板不接触，处于空载状态，仅靠下部支架生根。一旦超高幅度过大，就形成爬架，在下部支架拉架期间，失去生根架的支撑，倒架就不可避免。其次支架超高后，重心上移，造成沿倾向扭矩增大，加快了支架的失稳。第三、支架超高后，自身负载减小，顶板压力作用到煤壁的压力增大，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，造成空载支架增多，扩大倒架范围。
1.4支架间合理间隙
支架间应保持合理间隙，以利于根据工作面具体情况及时调整支架状态。支架侧护板具有防漏矸及调架作用。该矿工作面侧护板安装在支架下方，拉移支架时可利用本身的活动侧护板进行调架，使支架状态完好，不易倒架。但利用活动侧护板进行调架，其作用是有限的，因为支架侧护板的有效行程一般为150-200mm，大多为170mm，且该矿综采工作面平均倾角在28°。基于这两点，结合生产中的实践，确定该矿现支架合理间隙为70-110mm，在这个间隙范围内，当支架轻微倒斜时可利用侧护板的行程对支架进行微调，同时可以提供对上架的倾向支撑。
1.5操作方法
该矿综采工作面倾角为28°，支架属两立柱型，自身稳定性欠佳，操作不当就可能引起严重的倒架事故。特别是排头架要加强防倒管理；否则第一架一倒，将发生连锁反应。
1.6工作面伪斜角管理
综采工作面伪斜角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，影响工作面与机巷运输设备搭接，造成出煤困难；而且会使工作面支架发生大范围的倒架，从而产生片帮、掉顶，严重危胁安全生产。下面从工作面支架与运输机的连接、工作面推进过程中伪倾角选择不合理时输送机对支架的影响两方面分析工作面伪斜角对支架倾倒的重要影响。
1.6.1支架与运输机的连接
支架的推移千斤顶一端固定于支架底座的推移框架上，另一端通过连接块、连接头与工作面运输机相连。当推移千斤顶处于最大行程时，连接头处沿工作面倾斜方向有300-600mm的摆动间隙，支架架间正常时的间隙为110mm，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内变化。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，运输机下滑力与抵车时的上窜力相抵消，就不会发生倒架现象。
1.6.2伪倾角度不当时运输机对支架的影响
（1）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挤状态。输送机上窜后带动连接块向机尾方向偏斜，拉架时连接块偏斜后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。由于输送机重量轻，而支架重，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，机头段的连接块严重扭斜后，就别着支架底座。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，而支架底座在连接块的强迫作用下往机尾偏移，顶梁不走底座走，支架就发生倒架。输送机上窜的越多，支架倒得就越多，大范围倒架事故就这样发生。
（2）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，倒架也同样发生。
1.7工作面输送机平直状态
在井下回采过程中，输送机较易出现弯曲现象，而且往往是中间滞后，使输送机从两头往中间挤压收缩，造成机头机尾咬架，处理不及时就会导致机头机尾受挤支架倒架。
2.预防方案
从以上分析可知，对于倾斜煤层综采工作面，在支架及地质条件不可变的情况下，确定工作面合理采高及伪斜角，并保证工作面输送机平直和支架初撑力，是防治支架倒架的主要办法。
（1）经技术计算与生产实践，该矿综采工作面在倾角为28°的情况下，确定合理采高为3.5-3.8m，伪倾角为4-6°。
（2）对机头第一架采取防倒措施，使之生根有力，给工作面中间支架提供稳定的支点。
（3）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，保证支架顶梁与顶板呈面接触。
（4）工作面煤壁割直，抵车时拉线作业，确保运输机呈直线；顶底板割直割平，防止出现台阶和超高。
（5）加强支架的检修，杜绝漏窜，防止支架自动下降而空载。
（6）移架后要升劲，保证支架初撑力。
3.结束语
液压支架是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。在生产管理中，不可只重视倒架的处理技术。桃园煤矿在历年综采生产过程中，已形成了“防患于未然”的认识。只有了解倒架的原因，并认真做好预防倒架的各项措施的落实，才是倾斜煤层综采生产管理的重点。正是基于这种指导思想，该矿的综采才在現有的地质条件下取得了成功。
【关键词】倾斜煤层；综采工作面；倒架；防治
0.前言
在综采工作面生产过程中，液压支架容易出现自动卸载、咬架、歪架、倒架等现象。除支架倒架外，其余故障处理起来比较容易，对生产影响较小。但倒架事故一旦发生，处理起来难度大，时间长，严重制约安全生产。在此对综采工作面倒架事故的原因进行分析，并提出相应的预防方案。
1.倒架的原因
1.1支架本身特性以ZY6800-19/40型支架为例，其重量达22t，由于支架本身在加工方面的原因，销轴与孔在径向和轴向均存在间隙。当支架升至4m时，支架顶梁沿倾向偏移量可达300mm。顶梁重心的偏移是支架失稳的第一个影响因素。
1.2工作面倾角
对于平均倾角达28°的桃园煤矿综采工作面，工作面倾角对支架倒架的影响是不可忽视的。工作面倾角对倒架的主要影响为：支架重力沿工作面倾向的分力而产生的扭矩使支架重心偏离底座中心而导致支架失稳。
1.3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。当支架超高时，顶梁上抬，除前端外，顶梁与顶板不接触，处于空载状态，仅靠下部支架生根。一旦超高幅度过大，就形成爬架，在下部支架拉架期间，失去生根架的支撑，倒架就不可避免。其次支架超高后，重心上移，造成沿倾向扭矩增大，加快了支架的失稳。第三、支架超高后，自身负载减小，顶板压力作用到煤壁的压力增大，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，造成空载支架增多，扩大倒架范围。
1.4支架间合理间隙
支架间应保持合理间隙，以利于根据工作面具体情况及时调整支架状态。支架侧护板具有防漏矸及调架作用。该矿工作面侧护板安装在支架下方，拉移支架时可利用本身的活动侧护板进行调架，使支架状态完好，不易倒架。但利用活动侧护板进行调架，其作用是有限的，因为支架侧护板的有效行程一般为150-200mm，大多为170mm，且该矿综采工作面平均倾角在28°。基于这两点，结合生产中的实践，确定该矿现支架合理间隙为70-110mm，在这个间隙范围内，当支架轻微倒斜时可利用侧护板的行程对支架进行微调，同时可以提供对上架的倾向支撑。
1.5操作方法
该矿综采工作面倾角为28°，支架属两立柱型，自身稳定性欠佳，操作不当就可能引起严重的倒架事故。特别是排头架要加强防倒管理；否则第一架一倒，将发生连锁反应。
1.6工作面伪斜角管理
综采工作面伪斜角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，影响工作面与机巷运输设备搭接，造成出煤困难；而且会使工作面支架发生大范围的倒架，从而产生片帮、掉顶，严重危胁安全生产。下面从工作面支架与运输机的连接、工作面推进过程中伪倾角选择不合理时输送机对支架的影响两方面分析工作面伪斜角对支架倾倒的重要影响。
1.6.1支架与运输机的连接
支架的推移千斤顶一端固定于支架底座的推移框架上，另一端通过连接块、连接头与工作面运输机相连。当推移千斤顶处于最大行程时，连接头处沿工作面倾斜方向有300-600mm的摆动间隙，支架架间正常时的间隙为110mm，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内变化。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，运输机下滑力与抵车时的上窜力相抵消，就不会发生倒架现象。
1.6.2伪倾角度不当时运输机对支架的影响
（1）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挤状态。输送机上窜后带动连接块向机尾方向偏斜，拉架时连接块偏斜后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。由于输送机重量轻，而支架重，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，机头段的连接块严重扭斜后，就别着支架底座。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，而支架底座在连接块的强迫作用下往机尾偏移，顶梁不走底座走，支架就发生倒架。输送机上窜的越多，支架倒得就越多，大范围倒架事故就这样发生。
（2）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，倒架也同样发生。
1.7工作面输送机平直状态
在井下回采过程中，输送机较易出现弯曲现象，而且往往是中间滞后，使输送机从两头往中间挤压收缩，造成机头机尾咬架，处理不及时就会导致机头机尾受挤支架倒架。
2.预防方案
从以上分析可知，对于倾斜煤层综采工作面，在支架及地质条件不可变的情况下，确定工作面合理采高及伪斜角，并保证工作面输送机平直和支架初撑力，是防治支架倒架的主要办法。
（1）经技术计算与生产实践，该矿综采工作面在倾角为28°的情况下，确定合理采高为3.5-3.8m，伪倾角为4-6°。
（2）对机头第一架采取防倒措施，使之生根有力，给工作面中间支架提供稳定的支点。
（3）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，保证支架顶梁与顶板呈面接触。
（4）工作面煤壁割直，抵车时拉线作业，确保运输机呈直线；顶底板割直割平，防止出现台阶和超高。
（5）加强支架的检修，杜绝漏窜，防止支架自动下降而空载。
（6）移架后要升劲，保证支架初撑力。
3.结束语
液压支架是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。在生产管理中，不可只重视倒架的处理技术。桃园煤矿在历年综采生产过程中，已形成了“防患于未然”的认识。只有了解倒架的原因，并认真做好预防倒架的各项措施的落实，才是倾斜煤层综采生产管理的重点。正是基于这种指导思想，该矿的综采才在現有的地质条件下取得了成功。