綜採工作面液壓支架倒架的原因及對策

2022-05-30 04:21:03 字數 3528 閱讀 4104

一礦徐世良冉星仕

內容提要對液壓支架倒架事故的原因進行了詳細的分析,並提出了相應的對策。

關鍵詞綜採工作面液壓支架倒架對策

液壓支架是煤礦綜採工作面的重要裝置,且數量最多,它能否正常工作,對整個工作面的安全生產和高產高效至關重要。在工作面生產過程中,液壓支架容易出現自動降架、死架、倒架等故障現象。除支架倒架外,其餘故障是區域性性的,處理起來也比較容易,對生產影響較小。

但倒架事故一旦發生,往往就不是幾架,而是十幾架,甚至幾十架,處理起來難度大,時間長,嚴重制約安全生產。如何使用並管好綜採工作面的液壓支架,使之不發生倒架事故,就顯得非常重要。因此,有必要對綜採工作面液壓支架倒架事故的原因進行分析,並提出相應的對策。

1 倒架的原因分析

對綜採工作面液壓支架的倒架原因,概括起來有以下幾方面:

1.1 工作面傾角

對於近水平綜採工作面,工作面傾角對支架倒架的影響很小,只有當傾角大於15°以上時才予以考慮。工作面傾角對倒架的影響主要表現在兩個方面,一是存在下滑分力,二是支架重心偏離支架底座中心使支架穩定性降低。以qy200-14/31型支架為例,其底座寬度為1.

1m,如果正常採高為2.6m左右,支架頂樑重心高度為2.5m左右,當煤層傾角為15°時,支架頂樑重心偏移支架底座中心700mm左右。

但考慮到支架頂樑與底座有連桿相連,加之整個支架重心要低得多,即使在工作面傾角等於15°時,支架的穩定性仍然沒有問題。因此,對於傾角小於10°的工作面,工作面傾角對支架倒架的影響很小,故不用考慮。

1.2 支架超高

當實際採高大於支架的最大設計高度時,即為支架超高。很多人認為,支架一旦超高,支架不接頂,支架處於空載狀態,容易倒架。這種觀點,看似有理,實則不然。

這是因為:其一,工作面支架超高一般是區域性性的,臨近不超高的支架對超高支架起到了限制和穩定作用,在工作面傾角小於15°時,沒有人為外力迫使其倒架,其支架自身的穩定性足以克服倒架的發生;其二,支架超高後,頂板壓力作用到煤壁,煤壁容易發生片幫,片幫後使空頂面積增大,頂板在壓力作用下破碎下沉,容易發生掉頂,此時支架也因頂板下沉而承載。因此,在煤層傾角小於15°時,超高是片幫掉頂的重要原因,而不是支架倒架的主要因素。

1.3 支架側護板安裝方向

支架側護板具有防漏矸及調架作用,出廠時活動側護板一般安裝在支架右側。有人認為,如果是回採右工作面,活動側護板剛好在支架下方,拉移支架後可利用本身的活動側護板進行調架,使支架不容易倒架。如果是回採左工作面,活動側護板剛好在支架上方,拉移支架後不但不能利用本身的活動側護板進行調架,而且還容易使支架倒架。

其實,這種說法是不正確的。首先,回採左工作面,雖然不能利用本身的活動側護板進行調架,但可以收本架活動側護板,用下臨架的活動側護板伸出進行調架。其次,回採實踐證明,回採左工作面並沒有經常發生倒架現象,回採右工作面也沒有避免倒架的發生。

第三,利用活動側護板進行調架,其作用是有限的,因為支架的活動側護板的有效行程一般為150~200mm,大多為170mm,支架正常時的架間間隙為50~90mm,所以只有在支架輕微倒斜的情況下對支架進行微調。第四,即使回採傾斜角度大於15°的工作面,只要機頭第一架站直不倒,工作面輸送機平直,活動側護板就不會使中間支架發生倒架。因此,活動側護板的安裝方向根本不是支架倒架的原因。

1.4 操作方法不當

支架的正確操作是綜採工作面質量標準化的重要保證,但操作不當是否會引起工作面支架的倒架呢?顯然不能一概而論。當工作面傾角小於15°時,支架自身穩定性好,操作不當可能會引起個別支架倒架,是區域性性的,並且很快會得到糾正。

當工作面傾角大於15°時,支架自身穩定性大大降低,操作不當就可能會引起嚴重的倒架事故。特別是第一組支架要採取防倒措施,否則第一架一倒,再加上操作不當,後面的支架跟著倒,發生連鎖反應,就可能演變為嚴重的倒架事故了。

1.5 作面偽斜管理失控

綜採工作面偽斜管理是綜採技術管理的關鍵,工作面偽斜調整不當,一旦失控,不但會使工作面輸送機上竄下滑,上下出口不暢,難以管理,而且會使工作面支架發生大範圍的倒架事故,頂板管理失控,片幫、掉頂頻繁,嚴重影響工作面的安全生產。現場經驗豐富的人都有這樣的體會,而現場經驗不足的人,認為偽斜管理與工作面支架倒架沒有什麼直接的聯絡,偽斜管理失控不是工作面支架倒架的主要原因。下面我們從工作面裝置的結構、工作面推進過程中支架與輸送機相互作用原理入手,深入分析工作面角度偽斜對支架的影響,從而得出正確的結論。

(1)工作面裝置的連線結構。我們都知道,支架的推移千斤頂絞接於支架的底座上,推移千斤頂又與推移導桿相絞接,推移導桿通過萬向接頭與工作面輸送機相絞接。推移導桿沿工作面傾斜方向有300~600mm的擺動間隙,支架架間正常時的最大間隙為120mm,工作面輸送機中部槽之間,設計時考慮到推移時的彎曲度,其最大間隙可在0~30mm內變化。

隨著工作面的向前推進,工作面偽斜的變化,必然導致工作面輸送機中部槽及支架架間間隙的變化。如果工作面偽斜適當,輸送機平直,推移導桿走正,支架架間間隙正常,就不會發生倒架現象。

(2)當工作面偽斜角度過大時,工作面輸送機從機頭開始上竄,上竄時輸送機溜槽處於受壓狀態,間隙變小,一般為10mm以下,擠得緊時為0~5mm。輸送機上竄後帶動推移導桿向機尾方向偏斜,拉架時偏斜後的導桿牽著支架也往機尾方向偏移,支架偏移後再次推溜時,又加速輸送機上竄。可見,輸送機上竄過程中與支架的相互作用是乙個正反饋過程。

由於輸送機寬度小(一般為1.67m以下),重量輕(一般為1.26t左右),而支架長(一般為4.

3~6.2m),噸位大(一般為5~13t)。所以輸送機上竄速度快,而支架要改變其原來的方向比較慢,比上竄速度小得多。

當輸送機上竄超過600~800mm,機頭段的推移導桿嚴重扭斜後,就撇著支架底座,由於支架在上竄過程中架間間隙早已消失,活動側護板全部收完,這時再拉移支架,頂樑已不能往機尾方向偏移,而支架底座在導桿的強迫作用下往機尾偏移,頂樑不走底座走,於是支架不得不倒了。輸送機上竄的越多,支架倒的就越多,大範圍倒架事故就這樣發生了。

(3)同理,當工作面偽斜角度過小時,工作面輸送機從機尾開始下滑,下滑超過600~800mm,機尾段的支架就要倒架。

1.6 輸送機直線

保持輸送機直線是保證煤壁直線、支架直線的關鍵。在井下回採過程中,因種種原因,輸送機直線最容易出現問題,而且往往是中間落後。如果輸送機中間嚴重落後,就相當於同時甩機頭和機尾,會使輸送機從兩頭往中間擠壓收縮,從而導致機頭和機尾兩頭都短,機頭機尾段的支架都倒架。

出現這種情況後,如果看不准,方法不當,區域性性的多過某一段,或者這個班過機頭,那個班過機尾,沒有正確的統一指揮,倒架事故不但得不到盡快地處理,使情況好轉,而且還會使倒架範圍擴大,甚至導致整個工作面支架都倒架,我們礦回採的戊—21160綜採工作面就是最好的例證。

2 防治對策

從以上分析可知,對於近水平的綜採工作面,工作面偽斜、輸送機直線是影響支架倒架的主要因素,因此保持好輸送機直線,調整好工作面的偽斜角度,是防止輸送機上竄下滑和支架倒架的最根本途徑。

對於煤層傾角大於15°的綜採工作面,工作面偽斜、輸送機直線是影響支架倒架的主要因素,超高和操作是影響支架倒架的次要因素,除保持好輸送機直線,調好工作面偽斜外,還要採取以下措施: (1)對機頭第一架採取防倒措施,使之站正不倒,給工作面中間支架提供穩定的支點。

(2)拉移支架從機頭第一架開始往機尾方向順序移架,在移架過程中要注意調架。

(3)搞好工作面工程質量,頂底板割直割平,防止出現錯台階和超高,保持支架有效承載。

(4)加強支架的檢修,杜絕漏竄,防止支架自動下降,移架後要公升緊,保證支架達到初撐力。

綜採工作面倒架的原因及對策

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ZZ64001838型綜採工作面液壓支架

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