綜采工作面液壓支架倒架的原因及對策 1．倒架的原因分析 1.1 工作面傾角1.2 支架超高1.3 支架側護板安裝方向1.4 操作方法不當 1.5 工作面偽斜管理失控 1.6 輸送機直線
采煤工作面是直接開采地下煤層的場所。液壓支架沿整個工作面裝設，排列成一條可以垂直于L方向推進的“鋼鐵長廊”。在“鋼鐵長廊”下鋪設有刮板輸送機，采煤機在輸送機上沿L方向往復運動，裝有截齒的滾筒同時作旋轉運動，將煤壁上的煤連續地切割下來，然后經刮板輸送機、轉載機和帶式輸送機運出工作面。
液壓支架是煤礦綜采工作面的重要設備，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，其余故障是局部性的，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。如何使用并管好綜采工作面的液壓支架，使之不發生倒架事故，就顯得非常重要。因此，有必要對綜采工作面液壓支架倒架事故的原因進行分析，并提出相應的對策。
1．倒架的原因分析
對綜采工作面液壓支架的倒架原因分析，概括起來有以下幾方面：
1.1 工作面傾角
對于近水平綜采工作面，工作面傾角對支架倒架的影響很小，只有當傾角大于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ZY6800-17／36型支架為例，其底座寬度為1430～1600 mm，如果正常采高為2．6m左右，支架頂梁重心高度為2．5m左右，當煤層傾角為15°時，支架頂梁重心偏移支架底座中心700mm左右。但考慮到支架頂梁與底座有連桿相連，加之整個支架重心要低得多，即使在工作面傾角等于15°時，支架的穩定性仍然沒有問題。因此，對于傾角小于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
當實際采高大于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，支架處于空載狀態，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局部性的，臨近不超高的支架對超高支架起到了限制和穩定作用，在工作面傾角小于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，支架超高后，頂板壓力作用到煤壁，煤壁容易發生片幫，片幫后使空頂面積增大，頂板在壓力作用下破碎下沉，容易發生掉頂，此時支架也因頂板下沉而承載。因此，在煤層傾角小于l5°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生倒架現象，回采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l50～200mm，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采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。當工作面傾角小于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局部性的，并且很快會得到糾正。當工作面傾角大于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采取防倒措施，否則第一架一倒，再加上操作不當，后面的支架跟著倒，發生連鎖反應，就可能演變為嚴重的倒架事故了。
1.5 工作面偽斜管理失控
綜采工作面偽斜管理是綜采技術管理的關鍵，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。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么直接的聯系，偽斜管理失控不是工作面支架倒架的主要原因。下面我們從工作面設備的結構、工作面推進過程中支架與輸送機相互作用原理人手，深人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) 工作面設備的連接結構。我們都知道，支架的推移千斤頂絞接于支架的底座上，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于受壓狀態，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，噸位大。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，就撇著支架底座，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，于是支架不得不倒了。輸送機上竄的越多，支架倒的就越多，大范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。在井下回采過程中，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。
出現這種情況后，如果看不準，方法不當，局部性的多過某一段，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，而且還會使倒架范圍擴大，甚至導致整個工作面支架都倒架。
2．防治對策
從以上分析可知，對于近水平的綜采工作面，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。
對于煤層傾角大于l5°的綜采工作面，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，還要采取以下措施：
(1) 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，防止出現錯臺階和超高，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，移架后要升緊，保證支架達到初撐力。
我礦應該嚴格加強液壓支架的管理，規范操作，防止液壓支架發生倒架現象，保證礦井的安全生產。