煤矿回采工作面支架倾倒的分析与处理

赵迪谢

开滦集团东欢坨矿业分公司

煤矿回采工作面支架倾倒的分析与处理

赵迪谢

开滦集团东欢坨矿业分公司

煤层倾角是影响采场矿山压力的主要因素之一。大倾角工作面的顶板（煤）不仅受支承压力的作用而变形破坏，而且受倾斜方向重力分力的作用。工作面向前推进过程中，由于工作面倾角大，支架降架前移时，会因失去支撑点而偏斜或倾倒。本文谈谈煤矿回采工作面支架倾倒的分析与处理。

回采工作面；支架；倾倒；处理

煤层倾角是影响采场矿山压力的主要因素之一。大倾角工作面的顶板（煤）不仅受支承压力的作用而变形破坏，而且受倾斜方向重力分力的作用。开滦集团东欢坨矿业公司2288回采工作面位于-500水平北二采区8煤层，南至北二采区运输上山，北至2号勘探线以南约296m，东侧为已回采完毕的2286工作面，西沿向斜轴部，上方无采掘工程。

1、现场支架倾倒情况

采面60组-30组支架范围支架倾倒，倾倒角度为5°-24°，且支架尾梁落下250mm—1150mm。如图1、图2所示。此段支架范围上顶顶板破碎煤层厚度4.0-5.6m，支架托煤顶开采。此段支架较其他段支架落后1.6—4.8m。

2．支架倾倒危害分析及应对措施分析

2.1 支架倾倒对顶板的影响

支架倾倒使支架顶梁对顶板的面接触改变为线接触，由支护顶板改变为破坏顶板（切顶），破坏了支架上方顶板的完整性，进而造成顶板进一步破碎，增加了冒顶概率，造成循环性顶空，使支架一直处于失稳状态，在支架自重及顶板冒落冲力的作用下，支架倾倒会越来越严重。基于此理论，在没有外力干预的作用下，支架绝对不会自己走正。

应对措施：上顶铺网，移架前在架前打板挑网。

分析：（1）铺顶网相当于构造人工假顶，通过将上顶碎矸兜住形成一层松散型假顶，由于岩石的碎涨系数，在上顶冒落一定高度后，这层松散型假顶会与老顶接实，进而增加支架稳定性。

（2）移架时，需要先降支架（尤其是使用单体柱支架子时，会反复升降支架），这时支架上顶碎矸会从支架前梁涌出，所以必须提前在架前打板挑网，将上顶碎矸封住。

2.2 支架倾倒对机组割煤的影响

支架倾倒使支架前梁歪斜（前梁倾角比采面倾角大），前梁下侧比上侧低，造成机组割煤时无法将上顶割平，如顶板条件较好，上顶不易掉落，移架时前梁就会下扎，前梁下扎造成了原有支架、面溜和机组之间的空间进一步紧缩，进而使机组根本无法挑顶（机组挑顶时会割支架前梁），长此以往，支架下扎越来越严重，最后导致采高过低，无法走机组。

应对措施：人工挑顶或人工做超前小面。

分析：人工挑顶或人工做超前小面相当于在支架前方做假顶，防止支架前梁下扎。

2.3 支架倾倒对移架、顶溜的影响

支架倾倒将相邻支架的架间量逐渐挤掉，支架顶梁出现挤劲，移架时架子降不下来，移架过程中顶梁走的少，架脚走的多，支架逐渐出现架脚高、架脚空的假“仰采”现象，降低了支架对顶板的支撑力。

支架倾倒会使支架产生错茬，当错茬大于支架前梁厚度时，上一组支架的前梁会钻到下一组支架前梁下，这时支架滑块处于一种空间倾斜状态，不再与面溜垂直，顶溜別劲，移溜非常困难。

应对措施：支架从上往下放量，必要时摘连接。

分析：（1）移架时支架从上往下放量，将架间量匀至挤劲支架处，使支架不再挤劲，通过不断向下放量，将原来倾倒支架向下的位移量找回，将支架调正。

（2）在实践过程中，将个别顶溜特别別劲的支架摘连接后，顶溜变得相对轻松，但后期接连接会有困难。

2.4 支架倾倒往往造成支架前梁甚至尾梁的掐架。

支架倾倒会使支架产生错茬，由于支架前梁厚度较小，邻组支架的前梁特别容易掐架。若支架错茬进一步增大，并且支架工移架时将支架前移太多，还有可能造成支架尾梁掐架。

支架掐架后，支架的稳定性进一步降低，由于支架失去了下组支架侧护板的阻力，并且有了向下继续倾倒的自由空间（支架上大柱与上侧护板之间有400mm左右的距离），进而使整段支架的倾倒现象明显加重；另外掐架使支架的升降自由度明显减小，对使用单体柱向上支架子造成很大困难。

应对措施：（1）从上向下放量，将架间量放至掐架处，将掐架支架摘开。

（2）在已掐架地段的支架顶梁下戗好柱子或加好防倒千斤顶，防止支架进一步倾倒。

3、支架倾倒角度观测分析

经分析得出如下结论：由于从上向下放量，靠上部的支架先有量，所以靠上部的支架倾倒角度先减小；靠下部的支架由于架间没量，向前移架过程中，支架会进一步倾倒；待将架间量匀至下部支架后，支架倾倒角度会逐渐减小。所以下部支架倾倒角度会出现先增大后减小的现象；35组与36组支架为一对掐架支架（36组支架整组卡在35组顶梁下），所以36组及36组以上支架倾角明显比35组大，并且持续了很长一段时间，直至两组支架分开。