综采工作面倒架调整支架方案

四矿液压支架受力分析如图1a所示,在大倾角综放工作面上,支架正常工作时,支架在顶板压力的合力N、支架自重G、初撑力N1、可能的上下邻架间挤压力P1和P2(包括附加稳定装置提供的支撑力)、底板反力N2作用下处于平衡状态。图1当支架所受合力作用点偏出支架下边缘时,就会导致支架倾覆。在力矩极限平衡条件时,底板反力N2作用于O处(图1b),此时有Gb=(P1-P2)H+(Hsin-B2cos)Nb=(B/2)cos-Hgsin式中:H为支架高度;B为支架底座宽度;b为支架自重作用方向与支架底座下边缘的水平距离;Hg为重心高度。由上式可以看出b与成反比,支架底座越宽,支架重心越低,支架使用高度越低,支架越稳定,适应的倾角与来压强度将越大。图1支架工作时受分析，从图可以看出,支架自稳力臂长b随支架重心高度增大而减小,随支架底座宽度增大而增大。因此支架底座越宽、支架重心越低、支架支撑高度越低,支架的自重稳定力矩越大,则支架适应的倾角与来压强度将越大。在大倾角煤层,顶板不是沿法线方向移动,而是沿一条逐渐接近重力方向的曲线移动,顶板愈不稳定,其移动曲线离法线愈远。因此,顶板对支架产生的压力也不完全是沿重力方向的,而是沿一条逐渐接近重力方向的曲线移动,对于EA03工作面这种三软煤层且平均倾角为30的工作面而言,在顶板大幅度下沉后期,甚至有沿煤层倾向移动加大的趋势,这就使得该工作面液压支架倾倒的风险性与复杂性增大。倒架原因分析目前工作面的倒架、咬架现象不是某一特定的因素引起的,而是各种因素综合作用的结果。经过对EA03工作面长期的现场观察和深入分析,认为倒架的诱发因素主要有以下几点。1、支架上方空顶。煤岩主要为泥质粉砂岩,煤层普氏系数f=0.3, 该煤层的煤质属中低变质烟煤,自稳性能差,且顶底板岩层工程力学性质差,松软破碎。此种情况势必造成工作面前方煤壁松散、片帮、漏顶情况频发,使得支架上方空顶,支架的初撑力达不到要求,因此支架受力的稳定平衡状态被破坏,极易发生倒架。2、工作面倾角大。EA03工作面倾角为30,在重力分量(F=Gsin)的作用下,工作面支架和设备下滑、倾倒的可能性急剧增加,支护系统极易失稳。支架降架前移架时,会因失去支撑点而偏斜或倾倒,在三软煤层大倾角综放过程中,由于支架上方顶煤松软破碎,这一现象会更加明显。3、底板松软。由于该工作面底板为泥质粉砂岩,硬度较小,支架对底板的比压大于底板的抗压强度,支架钻底造成倒架。同时,工作面底板会向已成空间移动,变形破坏的可能性增大,底板破坏,支架就失去了稳定的基础。4、由于煤层比较松软,普氏系数仅为0.3,移架过程中前后梁的升降会对支架上覆煤层产生不规律的扰动,使松软的煤层变的破碎,整体的稳定性降低,不利于顶板对支架作用力的传递,这样就增大了支架倾倒的可能性。5、防倒装置不完备。现场认为支架和输送机相连就不用安装防倒,实际在放煤时,放落的煤流有向下的分力,使支架产生向下的摆动,从而带动支架扭斜,这样就会使支架间的间隙改变,支架偏移,也会使移架时前部输送机通过千斤顶的拉架力不垂直于支架,产生侧向的分力,从而诱发倒架、歪架现象。处理措施通过对倒架原因的分析可知,工作面的支架选型不能较好地适应现场地质条件。因此,要从根本上解决倒架问题,就要从支架的选型着手,但考虑到设备的撤离和安装费时费力,影响矿井的正常生产,现有工作面可采取以下措施。1、根据目前情况，扶架只能从上往下进行，由于工作面前后溜子连在一起，分段移架不能实现，因此将前后溜子的链条解开，根据现场实际情况，将区段可以一起移动的支架作为一个单元进行移架，分段进行人工开帮移架。目前情况下降工作面分成4段，110支架为一段，1120号支架为一段，2128号支架为一段，2943号支架为一段，先将工作面的浮煤清理干净，将下端的支架支设斜撑单体，部分爬下的支架下面使用单体支设立柱，防止继续爬到，暂时不动的支架进行互帮互顶，防止垮落。2、从上端头往下人工炮掘开帮，开帮的深度为3米左右，长度按照分段计划执行，使用工字钢单体支护。3、支架上方铺网架梁。通过在工作面支架上方铺网架梁防止漏顶,提高顶煤的整体性、稳定性。铺网选择小孔菱形金属网,网间用铁丝联接,确保联网质量，网子铺设好后再使用锚杆和锚索进行加强支护，防止移架的过程中撕破网子，造成漏顶,必要时需铺设双层网。（为了保证顶板不破碎，锚杆、锚索的角度为6570，朝着煤壁侧的方向打眼，锚杆、锚索托盘上再加木板，增加支护面积）。在顶煤破碎严重处,为更有效的维护顶板,在网下、支架上架设半圆木,半圆木支设顺山棚，半圆木得长度为34米左右，并交叉支护，并保证支架的及时跟进。4、在28和29号支架后立柱至尾梁之间使用槽钢、工字钢配合单体进行支护，防止因将上部的支架向前移3米后，老唐的大块矸石落下来，将28号支架压死。5、将28与29支架前后溜子的哑铃销拆开，将前后溜子分开，然后整体推移29号以上的前溜，前溜子推到位以后使用单体在溜子槽上面打压住，再拉该段的支架，支架拉到位后再拉后溜子，然后继续向前推前溜子，再拉架，再拉后溜子，直至将该段的支架全部移到煤壁侧，并将所有的支架初撑力达到设计要求。6、在向前拉架的时候逐步将支架向上调整，调出一定的间距，用来扶正下部倾倒的支架。7、调整出来的间距使用单体工字钢、木板进行支护，杜绝在调出的间距里面出现垮冒现象。8、本段支架移到位后，将前后溜子的链接装