摘要：對綜采工作面液壓支架倒架事故的原因進行詳細分析，并提出了相應的預防措施及處理辦法。

關鍵詞：綜采工作面；液壓支架；倒架；預防措施；處理；

一、概述

隨著煤礦開采技術和裝備的突飛猛進，采煤設備的管理越來越受到人們重視。20世紀70年代我國開始在煤礦使用液壓支架，如今液壓支架已成為煤礦綜采工作面的重要設備，它能否正常工作，直接關系著煤礦的安全生產和高產高效。工作面回采過程中，由于各種原因液壓支架容易出現(xiàn)自動降架、壓架、倒架等故障現(xiàn)象。自動降架、壓架處理起來比較容易，對生產影響較小。倒架是指液壓支架偏離正常支護位置，不再垂直工作面的頂?shù)装澹瑥亩セ蚪档椭ёo頂板作用的現(xiàn)象。倒架事故一旦發(fā)生，處理起來不僅難度大、時間長，而且對安全構成極大威脅，嚴重制約著安全生產。西山煤電馬蘭礦10311綜采工作面曾因發(fā)生倒架，連續(xù)停產2個工作日。因此，為防止倒架事故的發(fā)生，有必要對綜采工作面液壓支架倒架進行詳細分析，找出原因，并提出相應的預防措施和處理辦法。

二、倒架原因

綜采工作面液壓支架的倒架原因，不外乎以下幾方面：

1、工作面地質條件

⑴ 工作面傾角過大

傾角小于15°的綜采工作面一般認為傾角對支架倒架的影響不大；傾角大于15°以上時，影響則隨著傾角的變化越發(fā)明顯。

工作面傾角對支架的影響主要表現(xiàn)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(wěn)定性降低。當煤層傾角小于15°時，支架頂梁重心偏移支架底座中心的距離不大，不足以使支架失去穩(wěn)定性。當煤層傾角等于15°時支架頂梁重心偏離支架底座中心的距離達到支架穩(wěn)定性的臨界。當煤層傾角大于15°時，支架穩(wěn)定性被打破，就發(fā)生了倒架事故。實際在采煤工作中證明了這一點。因此，傾角大小是判斷支架穩(wěn)定性的重要依據(jù)。

⑵ 頂?shù)装鍘r性

在回采過程中，由于底板巖石松軟，支架在上覆巖層和自重的作用下，底座失去平衡而使支架傾倒。

2、設備問題

液壓支架如果選型不合理或者本身液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障也會發(fā)生倒架，例如，在大傾角工作面使用普通支架，支架性能不穩(wěn)定，有跑、竄液現(xiàn)象。

3、人為因素

⑴操作方法不當

支架的正確操作是綜采工作面質量標準化的重要保證，操作不當也會引起工作面支架的倒架。當工作面傾角小于15°時，支架自身穩(wěn)定性好，操作不當可能會引起個別支架倒架，是局部性的。當工作面傾角大于15°時，支架自身穩(wěn)定性大大降低，操作不當就可能會引起嚴重的倒架事故。

⑵ 工作面?zhèn)涡惫芾硎Э?/p>

綜采工作面?zhèn)涡惫芾硎蔷C采技術管理的關鍵。工作面?zhèn)涡闭{整不當，輕則使工作面輸送機上竄下跳，上下出口不暢；重則會使工作面支架發(fā)生大范圍的倒架事故，頂板管理失控，片幫、掉頂頻繁，嚴重影響工作面的安全生產。

① 當工作面?zhèn)涡苯嵌冗^大時，工作面輸送機從機頭開始上竄。輸送機上竄后帶動推移導桿向機尾方向偏斜，拉架時偏斜后的導桿牽著支架也往機尾方向偏移，支架偏移后再次推溜時，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一個正反饋過程。由于輸送機寬度小，重量輕，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后，就別著支架底座，由于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，頂梁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，頂梁不走底座走，支架就被別倒。輸送機上竄的越多，支架倒的就越多，嚴重時出現(xiàn)“多米諾骨牌效應”。

② 同樣道理，當工作面?zhèn)涡苯嵌冗^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。

⑶ 輸送機不直

保持輸送機直線是保證煤壁直線、支架直線的關鍵。在井下回采過程中，因種種原因，輸送機直線最容易出現(xiàn)問題，而且往往是中間落后。如果輸送機中間嚴重落后，就相當于同時甩機頭和機尾，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。

⑷ 超高

當實際采高大于支架的最大設計高度時，即為支架超高。采煤機司機在割煤過程中由于疏忽導致割頂、啃底，使采高超過支架支撐高度。支架接頂不好、重心上移導致倒架事故發(fā)生，但不會引起大范圍倒架。這是因為：其一，工作面支架超高一般是局部性的，臨近不超高的支架對超高支架起到限制和穩(wěn)定作用，在工作面傾角小于15°時，如果沒有人為外力迫使其倒架，其支架自身的穩(wěn)定性足以克服倒架的發(fā)生；其二，支架超高后，頂板壓力作用到煤壁，煤壁容易發(fā)生片幫，片幫后使空頂面積增大，頂板在壓力作用下破碎下沉，容易發(fā)生掉頂，此時支架也因頂板下沉而承載。因此，超高僅僅是造成倒架的一個次要方面，而不是主要因素。

三、以往對液壓支架倒架分析存在的誤區(qū)

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，如果是回采右工作面，活動側護板剛好在支架下方，拉移支架后可利用本身的活動側護板進行調架，使支架不容易倒架。如果是回采左工作面，活動側護板剛好在支架上方，拉移支架后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，回采左工作面，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，回采實踐證明，回采左工作面并沒有經常發(fā)生倒架現(xiàn)象，回采右工作面也沒有避免倒架的發(fā)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，即使回采傾斜角度大于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(fā)生倒架。因此，活動側護板的安裝方向不是支架倒架的原因。

四、預防措施

通過以上分析，我們基本上對液壓支架倒架有了一定認識，下面針對倒架原因提出一些防范措施。

1、傾角小于15°的綜采工作面，工作面?zhèn)涡?、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主要途徑。

2、煤層傾角大于15°的綜采工作面，工作面?zhèn)涡?、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?zhèn)涡蓖?，還要采取以下措施：⑴ 對機頭第一架采取防倒措施，使之站正不倒，給工作面中間支架提供穩(wěn)定的支點。

⑵ 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。

⑶ 搞好工作面工程質量，頂?shù)装甯钪备钇?，防止出現(xiàn)錯臺階和超高，保持支架有效承載。

⑷ 加強支架的檢修，杜絕漏竄，防止支架自動下降，移架后要升緊，保證支架達到初撐力。

⑸ 優(yōu)先采用大傾角液壓支架，由于其自身帶有防倒防滑裝置，越來越受到地質條件復雜的煤礦的青睞。例如：ZQY9000/24/50大傾角大采高掩護式液壓支架，該支架不僅具有防倒、防滑，還能使采高提升到5米。

3、在底板較軟不能有效托起支架的工作面，要采取有效手段減小支架對底板的壓強。例如，在拉移支架時沿工作面順槽方向墊上適當長度的坑木。

此外，加強對作業(yè)人員的管理和技術培訓是防止倒架事故發(fā)生的重要舉措。

五、倒架后的處理

工作面一旦發(fā)生倒架，根據(jù)嚴重程度采取以下幾種方法。

1、用活動側護板千斤頂扶正支架。

2、可以增設臨時調架千斤頂或單體液壓支柱將歪倒的支架向上拉或推頂，調架時應將歪倒支架卸載。

3、若歪倒架數(shù)多，要分幾次扶正，先從頂梁間隙較大的地方開始，使支架撐緊頂板，然后再扶下架。必要時安設絞車邊拉邊調。

六、結束語

由于綜采工作面多種條件可以導致倒架，所以，在預防支架倒架時要分析清楚，以便對癥下藥，做到超前預防；一旦倒架，要采用有效辦法及時處理，做到事半功倍，提高工作效率。