大采高综放工作面支架侧护板引起的歪架原因分析12.5

大采高综放工作面支架侧护板引起的支架歪架分析

程昆坡

兴隆庄煤矿综采一区

摘要：为满足提升产量增大采高的要求，10303工作面选用一套ZF10000/23/45D电液支架，比ZFS7200/20/40型支架重8吨，侧护板推力大了60kN,采高由原来的3.3m提高到3.6m。使用此套新型支架后10303工作面在开采初期，出现了一次歪架现象严重影响了生产，经过总结分析得出主要原因是由于支架侧护板引起的。为了今后很好的使用此套支架，现对这次侧护板导致歪架原因进行分析讨论。 关键词：电液 支架 侧护板 歪架

1.工作面地质概况

10303工作面位于兴隆庄煤矿十采区中部，东部为10302回采工作面（已回采），西部为10304设计工作面，与10300皮带下山相邻，切眼临近矿井边界保护煤柱与东滩矿相邻。工作面标高-329.2～-549.4m，埋藏深度377.8～600.8m。 本面所采煤层为下二叠系月门沟统山西组底部之3煤，以亮煤为主，煤层倾角2～18°,平均6°。但工作面推进前300m煤层仰采角度较大，平均16°。煤层结构复杂，在距顶板2.8～3.0m 发育一厚0.03m左右的炭质泥岩夹矸，距底板3.0～3.2m 发育一厚0～1.55m 左右的炭质泥岩夹矸。煤层厚度一般在6.20～9.90m，平均8.78m，普氏硬度f=2.3。 2.工作面ZF10000/23/45D支架主要技术参数

支架型式： 四柱支撑掩护式低位放顶煤支架 支撑高度： 2300～4500mm 宽 度： 1430～1600mm 中 心 距： 1500mm

工作阻力： 10000kN（P=40.6MPa） 初 撑 力： 7756kN 操纵方式： 电液控制 支护强度： 1.18～1.2MPa 底板比压： 2.6～3.6MPa 适应倾角： ≤15° 3.支架歪架过程

3.1工作面初采调试过程中歪架

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10303工作面10月21日中班开始调试，因该工作面为斜切眼布置，机尾拖后机头31m。

11月3日早班接班前，工作面上头推进4.9m，下头推进40.9m，此时机尾比机头高5m，基本调平，前期调面比例为1:6至1:7左右。

11月9日夜班结束时，上头推进13.2m，下头推进50.9m，46-55#段支架向机尾歪斜最大达到6-8°。开始歪架期间采取拉架时用单体支柱辅助调顶梁的方式进行拉架，但随着支架的拉移，支架歪斜度数越来越大，到11月12日早班时51-55#支架歪斜最大达到13°，支架间挤压严重拉移非常困难，生产几乎陷入停滞。随后采取边推进边调整支架顶梁的方式，但效果不佳，支架歪斜度数继续增大，最大歪斜度数达到28°，49-60#支架最大平均歪架度数达到22°，影响生产20天。 3.2第二次歪架

1月4日工作面推进80m时，80-87#支架歪斜度数达到4-6°，随着向前推进，支架歪斜度数最大达到18°，最终造成支架无法拉移，采煤生产被迫停止，影响生产从1月9日至2月2日，前后共25天。 4.支架歪架后调架过程与采取措施 4.1调整支架顶梁

采用边推进边调整的方法，从机头向机尾调整顶梁的方式进行，但到15日调整到53#支架时，顶梁没有空隙，而且由于对顶梁的调整和支架的多次降架活动，导致顶板破碎，支架前方矸石冒落，无法调整顶梁。 4.2工作面中部添加溜槽

采用在30#架处添加0.75m短溜槽与机头多进进行调面的方法，增加工作面支架间隙，从而减小支架歪斜程度。推进过程中由于支架上方无金属网，架间漏炭严重，当调整到50#架时，顶板及架间破碎、漏矸，支架间隙较小被迫停止。 4.3调整支架底座

采用将支架与前部运输机连接鱼口摘除，同时改变支架部分带后部千斤顶连接方式（带后部千斤顶连接到支架后立柱处），从77#支架向机尾方向调整支架底座的方法将支架扶正，将机尾侧支架间隙调整到歪架区域，取得了明显的效果，歪架问题得到了解决。 5.支架歪斜原因分析

1月1日70-82#支架顶板出现破碎到冒落，到1月4日80-87#支架歪斜度

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数达到4-6°。具体度数见下表：

表5.1 支架歪斜度数统计表

架号 80 81 82 83 支架歪斜度数（°） 架号 6 6 7 8 84 85 86 87 支架歪斜度数（°） 6 4 4 5 歪架后期：70-115#支架调正后，支架主顶梁相对运输机向机尾偏移量最大达到1480mm，即相对运输机向机尾偏移了一组支架。具体偏移量见下表：

表5.2 支架偏移量统计表

架号 70 75 80 85 90 95 主顶梁偏移量（mm） 150 350 1050 1300 1480 1400 架号 100 105 110 115 120 125 主顶梁偏移量（mm） 1020 700 350 170 100 100 在工作面能给支架侧向力的有前部运输机和支架侧护板。由以上看出支架主顶梁朝机尾偏移量很大，而底座箱没有明显的移动，所以并非运输机下滑拉带所致。所以看出使支架主顶梁向机尾大量移动的就是支架侧护板。 5.1支架侧护板侧弹簧侧向推力大，顶板破碎处支架初撑力不足

该支架主顶梁有3个侧护板弹簧，掩护梁处有2个侧护板弹簧，侧护板允许活动范围内，每个弹簧对相邻支架的侧向力为2.3-10kN。支架拉移时，拉移支架机尾侧相邻支架主顶梁受向机尾方向的推力，加上顶板破碎支架初撑力无法达到规定值，支架在受到侧向力时没有了阻碍，使支架每次拉移时向机尾方向发生轻微的侧移。同时该套支架顶梁和尾梁相比，主顶梁的重量相对较小，因此支架主顶梁相对尾梁更容易向机尾方向移动。拉移支架时，支架主顶梁向机尾方向移动量较掩护梁向机尾方向移动量稍大，多次支架拉移后，支架主顶梁向机尾方向移动量大，支架掩护梁向机尾方向移动量小，最终支架主顶梁逐渐朝向机尾方向，多次累计后，支架顶梁向机尾方向有了较大的偏移量。

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支架主顶梁向机尾偏移后，在支架前后连杆的作用下，底座也逐渐向机尾方向偏移，但是底座受推移连杆的限制作用下，偏移量受限，最终导致支架的歪斜。 5.2支架侧护板千斤顶缸径和推力变大，在使用侧护板调架过程中加剧了支架的歪斜

当歪架处顶板不好时，采用侧护板调整支架歪斜时，因该支架主顶梁上侧护板千斤顶比其它型号支架的千斤顶缸径变大，推力变大（ZF10000支架推力由7200的98kN增加为170kN，7200、6800、6200支架的侧护板千斤顶型号相同），调整支架时更容易导致支架顶梁向机尾方向移动，加重了支架的歪斜。 5.3工作面提卧刀幅度变化大

工作面初采过程中采高控制区间较小，为达到采高控制要求，工作面提刀、卧刀较为频繁。工作面的低洼点由40#支架到30#支架又到20#支架，工作面提起来又卧下去，提刀时导致支架出现拉伸状态，卧刀时导致支架处于挤压状态，没有控制好工程质量是支架严重挤架歪架的导火索。 5.4推移框架对支架的导向作用

工作面调面推进过程中，前部运输机与支架的移动量不一致，前部运输机重量轻，移动较快；而ZF10000型液压支架支架重量大，整体性强，移动较慢。当前部运输机鱼口与支架框架存在较大偏斜，拉移支架时，支架底座在推移框架的导向作用下逐步向机头方向移动，但支架顶梁处空隙较小，移动较慢，顶梁与底座移动步调不一致，最终导致支架歪斜。 5.5歪架原因分析比较

表5.3 F10000/23/45D支架FS7200/20/40支架对比表

类别 名称 ZF10000/23/45D 316kN 1.61 158kN 1.61 31800kg 1.37 158kN 69kN 80/60mm 4

ZFS7200/20/40 196kN 1 98kN 1 23225kg 1 98kN 48kN 63/45mm 主顶梁部分对侧护板千斤顶推力 比 推力对比 掩护梁部分对侧护板千斤顶推力 比 支架整体 推力对比 支架整体重量 重量对比 推力 侧护板千斤顶 拉力 缸径/杆径

10000比7200支架推力增加60kN 注：6200、6800、7200支架侧护板千斤顶规格型号相同 通过ZF10000与ZFS7200型液压支架的对比，及在现场反复调整支架歪架，同时在推进过程中对护帮板的使用采取针对性措施，能够较好的控制支架不会出现严重歪架现象，导致生产停顿。我们得出侧护板是最终导致工作面支架大面积出现歪架现象的主要原因。 6.针对支架侧护板采取措施

1.工作面调面过程中，顶板出现破碎现象时，为控制好工作面上窜下滑，针对顶板破碎段采取上网推进措施，同时将主顶梁前方的侧护板销子恢复，锁住支架前方的侧护板。这样很好的控制了工作面上窜下滑和支架侧向力，防止了支架歪架程度的增加。

2.该支架主顶梁上侧护板弹簧比其它型号支架的侧护板弹簧推力变大，调整支架时更容易导致支架顶梁向机尾方向移动，加重了支架的歪斜程度。针对上述情况，采取更换部分侧护板弹簧，同时一部分拆除主顶梁前方的第一个侧护板套筒内弹簧，减小顶板破碎时侧护板给支架的侧向推力。

3.支架侧护板具有防漏矸及调架作用，ZF10000型液压支架出厂时两侧都具有活动侧护板，一般使用侧护板销子进行锁定。两次歪架过程中侧护板打开方向都是机尾侧，而支架歪架方向也都是机尾侧。回采实践证明，打开机头侧侧护板同时锁定机尾侧侧护板，拉架过程中使用侧护板进行调架，对调整支架歪架效果明显。 7.结语

造成液压支架歪架的因素很多如地质条件、设备、管理等方面的原因，但实际生产过程中应加强对支架歪架主要因素的分析和控制，采取针对性的措施，杜绝歪架事故的发生，使综采工作面真正发挥高产高效的作用。

作者简介：程昆坡，男，1986年10月22日生人，籍贯：山东省济宁市高新区王因镇；2009

年毕业于青岛科技大学机械工程及自动化专业本科学历，现任兖矿集团兴隆庄煤矿综采一区技术员，助理工程师；电话：18753703737；邮箱：chengkunpo@163.com；邮编：272100。

参考文献

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1.10303作业规程.

2.钱鸣高. 采场矿山压力控制[M]. 北京：煤炭工业出版社. 1983. 3. ZFS7200/20/40型支架出厂说明书. 4. ZF10000/23/45D电液支架出厂说明书.

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/2mtr.html