摘 要：分析了大傾角“三軟”煤層綜采工作面支架倒架的原因，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)提出了針對(duì)性的支架調(diào)整方案，解決了大傾角工作面回采支架倒架的關(guān)鍵技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：大傾角；綜采工作面；擠架；歪架；處理技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.06.006

1 概況

3206工作面開(kāi)采3#煤層，煤厚平均3.5m，傾角23～39°，f=0.15，直接頂為1.3m灰色泥巖，老頂為5.2m粉砂巖，頂板整體強(qiáng)度低，隨采隨冒；直接底為1.5m泥巖，巖性軟弱，老底為細(xì)砂巖，屬典型大傾角“三軟”煤層。工作面埋深870m，斜長(zhǎng)182～196，平均191m，走向長(zhǎng)度1190m，根據(jù)掘巷和物探資料，回采期間將揭露18條斷層，落差在0.3m～5.0m之間，對(duì)正常生產(chǎn)將造成不同程度影響。切眼掘進(jìn)期間遇到F10和F9斷層，其中F10斷層對(duì)回采影響顯著。

采煤工作面配置了ZY8000/20/43型兩柱掩護(hù)式液壓支架、MG400/930-WD型大傾角交流電牽引采煤機(jī)、SGZ800/500型刮板輸送機(jī)、SGZ800/250型橋式轉(zhuǎn)載機(jī)、PLM2000型錘式破碎機(jī)、DSJ100/100/3×250型膠帶輸送機(jī)一部，BRW315/31.5型乳化液泵、BPW125/31.5型噴霧泵及整套泵站電氣設(shè)備等，機(jī)械化水平較高。

工作面安裝期間由于切眼巷道底板起伏，造成多數(shù)支架側(cè)護(hù)板不能打開(kāi)，運(yùn)輸機(jī)與支架未能全部連接，給工作面初采帶來(lái)了很大困難。3206工作面作為主力采煤面，生產(chǎn)任務(wù)重，在不完全具備開(kāi)采條件的情況下，自2013年6月底試生產(chǎn)以來(lái)，工作面處于邊生產(chǎn)邊調(diào)架狀態(tài)，推進(jìn)速度極慢。為了盡快扶正支架、恢復(fù)工作面正常生產(chǎn)，在對(duì)現(xiàn)場(chǎng)支架調(diào)研和實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)工作面移架困難的原因進(jìn)行了初步分析，并制定調(diào)整措施，取得了較好的效果。

2 現(xiàn)場(chǎng)原因分析

2013年9月10日，對(duì)3206工作面的支架狀況進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，經(jīng)統(tǒng)計(jì)69#以下支架，僅19組支架側(cè)護(hù)板打開(kāi)，平均中心距1526mm，其余支架側(cè)護(hù)板基本沒(méi)有伸出，長(zhǎng)度累計(jì)10199cm。70組支架對(duì)應(yīng)刮板輸送機(jī)長(zhǎng)度10350cm，支架寬度較刮板輸送機(jī)縮短了151cm，平均每組支架縮短了2.2cm，因此支架平均傾斜角度9度。可知，從5～56#間支架向下傾斜較為嚴(yán)重，錯(cuò)茬在30cm以上的支架有11架，這些支架的傾斜角度較大。主要原因分析：

（1）工作面上部偽斜控制不當(dāng)：因溜子上竄而未及時(shí)調(diào)整支架狀態(tài)，造成工作面倒架；刮板輸送機(jī)上竄，帶動(dòng)底座。

（2）受斷層影響：大傾角綜采工作面過(guò)斷層、地質(zhì)異常區(qū)遇頂板破碎或斷層面，極易引起片幫冒頂。從局部冒頂?shù)攸c(diǎn)開(kāi)始，上方支架架頂碎矸受重力作用下竄至下方支架架前空頂區(qū)域冒落，形成大面積空頂。支架一旦失去支撐，側(cè)護(hù)板形成臺(tái)階，即發(fā)生擠架、咬架，進(jìn)而發(fā)展為倒架事故。支架在頂板的壓力P、支架自重W、上下鄰架擠靠力Ps，Px，初撐力Q、底板反力R作用下處于平衡狀態(tài)。支架在重力W和頂板壓力P作用下，有沿底板坡度下滑的趨勢(shì)，保證它不下滑的條件是抗滑力大于等于滑動(dòng)力，即：

Fkh=[（W+P）cosα+Q]f≥Fh=（W+P）sinα+（Ps-Px）

當(dāng)工作面38～58#支架上方發(fā)生嚴(yán)重漏頂后，局部形成空洞，支架頂梁上方冒落矸石沿傾向方向無(wú)法形成具有一定承載能力的鉸接結(jié)構(gòu)，沿傾斜方向的分力全部作用在支架頂梁上，下滑力變大，而支架初撐力Q無(wú)法滿足要求，抵抗下滑力變小，這也是造成支架下滑的重要原因之一。

3 調(diào)架處理方案

3.1 扶正支架

自工作面上頭125#支架開(kāi)始，利用側(cè)護(hù)板和單體支柱配合，將支架頂梁向上調(diào)出間隙并依次向下傳遞至歪架嚴(yán)重的58#支架以下，將支架頂梁上調(diào)，逐步扶正支架，反復(fù)此程序，逐步依次將支架扶正。

3.2 虛旋轉(zhuǎn)中心法調(diào)斜

調(diào)整支架同時(shí)，按虛旋轉(zhuǎn)中心法調(diào)整運(yùn)輸機(jī)下滑，帶動(dòng)支架底座下移，輔助扶正支架。

（1）先把夾死的支架，調(diào)整側(cè)護(hù)板間的間隙（如37、38#架可以向下調(diào)整37#架也可以向上調(diào)整38#架，調(diào)整時(shí)需要單體柱）；

（2）下竄溜子時(shí)，必須從機(jī)尾方向擺幫（如100#架至機(jī)尾割一刀、從80#架至機(jī)尾割一刀、60#架至機(jī)尾割一刀、40#架至機(jī)尾割一刀、20#架至機(jī)尾割一刀；

（3）最關(guān)鍵是先把工作面割一個(gè)通刀，然后不要推100#架以下的溜子，讓煤幫先成空幫（可以移支架），給溜子留一個(gè)前后活動(dòng)的空間，對(duì)下竄溜子有好處；

（4）最后從20#架擺完幫后，從機(jī)尾到機(jī)頭推移溜子，整個(gè)工序算一輪，如果沒(méi)有效果再用同樣的方式進(jìn)行處理。

3.3 斷層區(qū)域鋪網(wǎng)或注漿加固處理

在工作面過(guò)斷層、地質(zhì)構(gòu)造帶期間，必須加強(qiáng)斷層影響范圍內(nèi)頂、幫、斷層面的管理。具體措施為在受斷層影響頂板異常破碎區(qū)段，支架上方敷設(shè)10#5m×1m單層菱形金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)搭接不得小于200mm，用雙股12#鐵絲扭緊固定，網(wǎng)扣間距不得大于200mm，如圖1；金屬網(wǎng)下方架頂挑4.5m礦用11#工字鋼，如圖8，工字鋼橫跨3架，搭茬3m，形成人工假頂，相鄰支架發(fā)生歪斜，可以在支架降柱后騰出調(diào)架空間，及時(shí)調(diào)整支架狀態(tài)?；?qū)敯迤扑閲?yán)重區(qū)域，可注高分子材料使破碎頂板膠結(jié)成一體。

4 結(jié)語(yǔ)

生產(chǎn)中工作面運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行重點(diǎn)順平，保證每組支架側(cè)護(hù)板均能正常打開(kāi)，能防止支架擠架。工作面過(guò)斷層、地質(zhì)構(gòu)造帶期間，液壓支架采用帶壓擦頂移架，盡量減少頂板松動(dòng)，事先逐步降低采高，增加支架穩(wěn)定性及減少破巖，液壓支架隨采煤機(jī)割煤立即移架。

作者簡(jiǎn)介：張存杰（1977-），男，主要從事采礦專業(yè)技術(shù)工作。