综采工作面液压支架倒架原因分析及对策.pdf

2 0 1 4年第 8 期 中州煤炭 总第 2 2 4 期 综 采工作 面液压 支架倒架原 因分析及对 策 刘建 辉 淮南矿业 集团 张集煤矿 ， 安徽 淮 南 2 3 2 1 7 4 摘要 结合张集煤矿 1 4 1 2 3 工作面 回采 实践 ， 分析 了综 采工作面 液压 支架倒 架的情况 ， 认 为该工 作面在 断层过程 中， 冒顶 、 严重片帮及刮板输送机状 态较差 是造 成倒架的主要原 因。提 出了防止 出现 大面积漏顶年 【 严重 片帮 的控 制对策 ， 以保持设备 的正常运行状态。针对工作面倒架 ， 提 出采取单体柱辅助调整 方法。 关键词 液压支架 ； 倒架； 综采工作 面 中图分类号 T D 3 5 5 ． 4 文献标志码 B 文章 编号 1 0 0 3 0 5 0 6 2 0 1 4 0 8 0 0 3 1 0 3 液 压 支 架 对 工 作 面 的 顶 板 控 制 起 到 了 重 要 作 用 。在 工作 面过 断 层 、 地 质构 造带 时 ， 由于地质 条件 的原因， 往往造成 冒顶 、 片帮等事故， 这也给液压支 架 的稳 定造 成影 响 ， 甚 至会 造 成 歪 架 、 倒 架 ， 严 重制 约工作面安全生产 。 。笔者 以张集煤矿 1 4 1 2 3 工作 面为 例 ， 对 液压 支架 倒 架 原 因及 处 理 方法 进行 分 析 和探讨 。 1 问 题 提 出 1 ． 1 概 况 1 4 1 2 3 工作 面位 于西 二采 区 ， 回采 1 3 - 1 煤 层 ， 平 均煤 厚 3 ． 5 m， 一 次采 全 高 ， 其北 部 为 1 4 1 1 3 工 作 面采 空 区 。工作 面 长 2 0 0 I l l ， 平 均倾 角 l 0 。 ， 最 大 倾 角 2 0 。 。直 接 顶 板 以灰 色 泥 岩 为 主 ， 局 部 相 变 为 砂 质 泥 岩 ， 直 接 底 板 为 泥 岩 。切 眼 向 回 采 方 向 约 3 0 0 m 距离 范 围 ， 煤层 顶 板为 复 合顶 板 ， 实 见 薄层 泥 岩夹 3层 煤 线 ， 泥 岩 单 层 厚 0 ． 1～1 ． 0 m， 煤 线 单 层 厚 0 ． 1～ 0 ． 8 m 图 1 。工作 面共 安装 液压 支 架 1 3 8 台 ， 其 中端 头 支 架 型 号 为 Z Z G 6 0 0 0 ／ 2 1 ／ 4 2共 6台 ， 中间 支架 型号 为 Z Z 6 0 0 0 ／ 2 1 ／ 4 2 。 1 ． 2工作 面 回采时 情况 工作 面 回采 初 期 ， 进 入 1 异 常 区 ， 该 区 发 育 有 F 。 ． 5～6 m／7 0 。 断层 ， 该断层斜跨整个工 作 面 ， 实 际揭露 于轨 道 巷 退 尺 约 7 0 m处 ， 并 逐 步 向 运输巷方向发展 ， 至运输巷退尺约 1 9 0 IT I 处结束 ， 影 响走 向长 度 1 2 0 IT I 。揭 露 断 层 后 ， 遇 到 的 主 要 问题 有 收稿 日期2 0 1 4 0 40 3 作者简介 刘建辉 1 9 7 9 一 ， 男 ， 河南南 阳人 ， 工程 师 ， 2 0 0 6年 毕业 于河南理工 大学 ， 现从事采煤安 全生产技术管理工作 。 层厚／ m 柱状 岩性描述 3 ． 0 3 ． 7 _ 3 ．2 一 泥岩灰色 0～O ．5 1 4 煤 0 -3 1 ． 0 ～3 ． 5 泥岩 灰色 2． 8 4 ． 1 ～ 】 2 ． 6 砂质泥岩灰色，局部含 6 ．5 炭质泥岩 l _ 7～ 2 _ 2 2 ．0 泥岩灰色 0 ． 8 3 ．0 细砂岩 灰 白色 0～ 2 ．2 泥岩 灰色 ，局部为砂质 1 5 目 日 Ⅻ 卿 泥岩 0 一l -3 l 3 - 2 煤 以暗煤为 主，亮 O ．6 煤次之 O一1 ．8 0 ．4 泥岩 灰色 1．5 ～ 5 ．6 圈 细 砂 岩 灰 白 色 2 ．5 O ～ 6 ．0 泥岩或砂质泥岩 局部含 2 ．0 1 ～3 层煤线 2． 0～ 4 ． 6 7 1 3 1 煤 由亮煤、暗煤组威 3 ．5 1 ．2 3 ． 3 泥岩 灰一 深灰 色 2 5 0～0 ．9 1 3 1 下煤 0 ．5 Q 王 2 泥岩 灰 色 2 ．7 O 2 。苎 粉砂岩 浅灰色 1 ．8 中细砂岩 灰 白色 l _4 ～3 ． 8 砂质 泥岩 灰 色 2 - 3 花斑泥岩 灰色夹微紫红 ． 0 ～7 ．2 4． 2 图 1煤岩层综合柱状 1 工 作 面 严 重 片 帮 、 冒 顶 。首 先 在 1 3 2 一 1 3 8 支 架 范 围 内 出现 漏 顶 ， 漏 顶 高 约 3 ． 0 m； 此 后 ， 工作 面 片帮 、 冒顶 日趋 严 重 ， 片 帮 、 冒顶 范 【 嗣逐 步 扩 大并 向 工 作 面 运 输 巷 方 向 转 移 。 最 严 } 范 围 是 1 1 7 一1 3 2 架 间， 顶板 冒落最大高度 8 m， ， 午帮最深 2 m o 2 液 压 支 架 出现 挤 咬 、 倾 倒 。工 作 i 支 架 出 现挤 咬 、 倾 倒 现 象 ， 最 严 重 的是 1 1 5 ～ 1 2 4 ， 支 架 均 向机 头方 向倾 斜 ， 上 方 支架 顶梁 靠 在 下 方 支架 的 大 立 柱上 图 2 。 31 2 0 1 4年 第 8期 刘 建辉 综 采工作 面 液压支 架倒 架原 因分析及 对 策 总 第 2 2 4期 或前梁上 ； 再使用 1 2根单体柱辅 助向前移架 ， 一 端打设在下方支架 的尾梁上 ， 一端打设在调整支架 的立柱上 ； 所有单体柱用铁 丝拴牢 ， 并供 液， 操作 液 压支架前移。支架前移过程 中， 在单体柱 的作用下 调整好状态。②原地调整。随着工作面条件进一步 恶化 ， 支架 向前 拉移 困难 ， 主要 采用 了原 地调 整 的方 法 按 照 自上而下 的顺序 ， 先匀架 ， 后扶架 ， 逐架 调 整， 先清理洒落在支架上架脚下的煤矸 ， 使底板尽量 保持平整 ， 将底座下 的煤矸清理完后用 2～ 3根单体 柱 进 行扶 架 ， 单体 柱一 端打 在倾 倒支 架 的上架 角上 ， 另一端打在上方支架 的顶梁上 ， 用单体柱将翘起的 支架底座向下压 ； 再使用单体柱 ， 一端打在下方支架 架角上， 另一端打在倾倒支架顶梁上 ， 通过抬支架顶 梁调 整支 架 ， 支架 在上 下单 体柱 的作 用下 ， 调 整好 状 态 。支架扶正后 ， 单体柱保留在原位置 ， 防止扶正的 支 架 再次倾 倒 。待全 部 倾 倒 的 支 架 扶 正后 ， 开 始 在 单 体柱 的 辅 助 下 向前 移 架 ， 按 照 倒 架 范 围 内 “ 煤 机 进 一 硐 ， 然 后 抵 车 ， 再 拉 一 硐 支 架 ” 的 方 法 ， 逐 步 向前推进 ， 反复十几个循环 ， 基本控制 了支架倾倒。 2 调 整倒 架范 围内 回采 层 位 ， 尽 量 跟 顶 回采 。 在 用单 体 柱扶 架 、 移 架 的 同时 ， 继 续在 断 层下 盘进 行 漂 车 ， 减小 留 顶煤 的厚度 。针 对底 板 留有 底煤 、 漂 车 比较 困难 的情 况 ， 采 取 了在 刮板 输送 机下 垫道 木 、 圆 木等方法强行漂车 ， 尽量跟顶 回采。 4 结语 1 造成张集煤矿 1 4 1 2 3 工作 面倒架 的原 因 有 很 多 ， 主要 原 因为 支架 上方 空顶 、 严 重片 帮和 刮板 输 送机 状态 较差 。 2 在处 理 倒 架 的 过 程 中 ， 采 取 单 体 柱 辅 助 调 整 是一 种重 要 和有效 的措 施 。 3 工作 面过 地质构造时 ， 做 好顶板和煤壁管 理 ， 防止出现大面积漏顶和严重片帮 ， 保持设备正常 运 行 ， 维持 正规 循环 ， 是 防止倒 架 的根 本途 径 。 参 考 文献 [ 1 ] 冉星仕 ． 综 采工 作面液 压支架 倒架 的原 因及对 身 [ J ] ． 煤矿 机 械 ， 2 0 0 5 1 0 1 3 5 1 3 7 ． [ 2] 李文龙．综采 工作 面液 压 支架歪 倒 的原 因分 及 对 策措 施 [ J ] ． 煤炭工程 ， 2 0 0 4 2 3 5 - 3 7 ． [ 3] 马洪芬 ， 姜 涛， 张涛 ， 等 ． 综放 工作 面调斜探讨 [ J ] ． 矿 山压力 与 顶板 管理 ， 2 0 0 2 3 5 5 - 5 6 ． [ 4 ]钱鸣高 ， 刘 听成 ． 矿山压力及其控 制 [ M] ． 北 京 炭工业 出版 社 。 1 9 9 0 ． [ 5 ] 王其 扬． 综采工作 面刮板输送 机下滑 机理分析 及其控 制[ J ] ． 煤炭科 技， 2 0 0 1 4 1 7 ． 1 9 ． [ 6] 王强 ． 调斜旋转 回采工艺 在大倾 角综放 工作面 的应用 [ J ] ． 煤 ， 2 0 0 3 2 1 5 - 1 6 ． 责任 编 辑 秦 爱新 上接 第3 0页 敷设后进行导通试 验 ， 爆破前所 有 井下 人 员撤 离至 地 面井 口 5 0 m 外 。 3工 程 实 践 及 效 果 2 0 1 4年 1月 2 1日导 硐 施 工 完 毕 ， 由于 采 取 了 注浆固化措施 ， 导硐区域 内顶板较为完好 ， 顺利完成 了炮眼布置 、 装药 、 联线等远距离爆破揭煤前的准备 工 作 ， 1 5 O 0井 下作 业人 员 全 部撤 离 至 平 地 ， 切 断井 下 水泵 、 风 机外 所有 设备 供 电 ， 1 6 0 0进 行 了平地 远 距 离爆 破 。爆破 后 ， 平 地 瓦斯 监 测 分 站 显示 放 炮 地 点 瓦斯 浓度 由 0 ． 0 6 ％升 至 0 ． 1 1 ％ ， 瓦斯 浓度 明显增 加 ， 但增加幅度不高。1 8 o 0由安检及救护人员 首 先下井至揭煤地点 ， 现场结果表明掘进工作面煤层 已揭露 ， 未发生大 面积 冒顶堵塞巷 道现象 ， 原导硐 3 ／ 4区域 被爆 破 后 岩 煤 碎 块 充 填 ， 上 方 爆 破 范 围 内 存 在约 2 m 1 m 1 ． 2 m 长 x宽 高 的空 顶 ， 随 后 对爆 破 区域进 行 喷 浆 支 护 ， 并 对 空 顶 处 采用 罗 克 休泡沫材料进行 了充填 ， 整体揭煤效果达到了预期。 4 结论 此 次新 采 区首次 揭煤 工程 实 践 中采 月 的突 出危 险 性预 测 、 煤 体 注浆 固化 等 措 施 有 效 避 免 了 大坡 度 巷道揭煤发生顶煤大面积 冒落和瓦斯超 艰的事故 ， 改善了揭煤导硐支护条件 ， 顺利实现了地面远距离 爆破 一 次揭 露较 厚 、 松 软 、 不 稳定 煤 层 ， 为该 采 区相 继多条巷道揭煤施工及同类工程地质条件下的瓦斯 治 理和 巷道 揭煤 提供 了可靠 的经 验和依 据 。 参 考文 献 [ 1 ] 王瑞光 ， 李华春 ， 陈合生 ， 等． 导硐 法揭开突 出危 验煤层技术 实 践 [ J ] ． 中州煤炭 ， 2 0 1 0 1 2 8 8 - 9 1 ． [ 2 ] 温志辉 ， 刘英振 ， 杨炳 涛， 等． 穿层 钻孔综合 预抽 石门揭煤技 术 [ J ] ． 中州煤炭 ， 2 0 1 1 9 1 3 3 ． 1 3 5 ． [ 3 ] 时彦 召 ， 庞学文 ， 崔 笃峰 ， 等． 新 安煤矿 l 6采 区 目风联 巷快 速 揭煤技术应用 [ J ] ． 中州煤炭 ， 2 0 1 1 1 1 4 5 47 ， 责任 编辑 刘 光雨 3 3