花山煤矿大倾角大采高综采工作面支架倒架处理技术研究

花山煤矿大倾角大采高综采工作面支架倒架处理技术研究

陈乾发 胡海林 梁国栋  弥志伟  龙开元

四川川煤华荣能源有限责任公司  四川省攀枝花市  617010

摘 要  华荣能源花山煤矿6144大倾角大采高综采工作面，为复合型顶板，地质条件复杂，工作面倾角大、采高高、支架质量重，在回采过程中，一旦发生支架倒架事故，处理难度十分大，严重制约综采工作面安全高效生产。通过在生产实践中不断摸索总结经验，采用单体液压支柱、SGZ730圆环链配合液压伸缩缸辅助处理倒架，取得了良好的效果，为处理大倾角大采高综采工作面支架倒架提供了技术参考。

关链词 大倾角  大采高  支架  扶架技术

花山煤矿隶属于四川省煤炭产业集团华荣能源公司，坐落在攀枝花市宝鼎矿区东北部的金沙江南岸，地理坐标为东经101°35′00″，北纬26°35′20″。矿井范围内可采或局部可采煤层25层，煤层顶板多为复合型顶板。煤层结构多为复杂或极复杂，煤层倾角一般为25°～45°，局部地段在45°以上。各回采工作面均采用综合机械化采煤，工作面液压支架受地质构造、煤层起伏变化和煤层倾角影响，导致工作面支架管理难度大。

1.工作面简介

6144综采工作面位于花山煤矿+1030m六采区14号煤层，工作面煤层厚度1.6～5.13m，平均走向544m，平均倾斜长度188m，平均倾角37°。基本顶为浅灰色厚层状粗粒砂岩，厚度2.35m，f=8～10，直接顶为灰色厚层状粉砂岩，厚度5.88m，f=5～7；直接底为浅灰色厚层状粉砂岩，厚度4.69m，f=6～7；基本顶底灰白色厚层状粗粒砂岩，厚度4.69m，f=8～10。

工作面沿14号煤层顶底板进行回采，采高最大4.6m，最小3m，平均采高控制在3.54m左右，局部煤层变化达5.4m。

工作面采用走向长壁后退式采煤法，一次性采全高，全部垮落法控制采空区。

表1  6144综采工作面设备配置

2.支架倒架的原因分析

随工作面推进，工作面回风巷剩余走向长度116.5米，运输巷剩余走向长度104.8米，该区域受1号物探异常区和煤层走向发生变化影响，工作面煤层增厚，采高达到5m以上，液压支架最大支撑高度无法满足采高，34号支架至78号支架段端面出现大面积漏顶，液压支架出现大面积咬架、倒架事故现象，工作面无法正常回采。

图1  6144综采工作面平面布置示意图

3.处理支架倒架的技术

3.1劈帮技术

从工作面83号支架起至34号支架，按从上往下的顺序，采用打眼爆破方式对煤壁进行劈帮。开切口后，未劈帮段5.m范围内下方支架顶梁上方有空洞的，在支架顶梁上采用工字钢配合半圆木、双层金属网刹顶封闭支架顶梁端至煤壁空隙，防止支架顶梁浮矸窜入前方伤人。工字钢煤壁端使用锚索锚固，另一端伸入支架顶梁不少于0.5m，半圆木使用8号铁线捆绑。

每次劈帮前，超前爆破点不少于2.0m，在工作面煤壁预留顶板下方沿倾斜方向提前打设锚索+钢筋托梁联合超前支护，提前稳固劈帮段顶板，每次爆破后再紧固锚索进行下一步工作。

劈帮开切口时从工作面顶板稳定处（漏顶区往上5架支架）煤壁沿预留顶板掘送宽2.4m,高2.5m，深度4.0m（支架顶梁端至开帮煤壁距离），每次循环进度1.0m。劈帮掘送1.0m支护后再进行下一个循环施工。顶板采用锚索+金属网+钢筋托梁联合进行支护，支护间排距1.0m×1.0m。

图2  6144综采工作面漏顶处支护示意图

3.2扶架技术

1.首先是对采高的控制，当采高大于支架支撑高度时，沿顶板逐步提底留底煤开采，提底时从采高过高处按从上往下的顺序逐段进行提底，每循环提底量不超过0.2m，采高控制在3.5m～4.0m之间。

2.支架出现倒架现象，在倒架点上方先选取架间空隙较大的地点开始调整支架间隙。调整至咬架、倒架处，将相邻两支架侧护板回收到零位，留有足够空隙满足下架支架上调，再采用或用相邻支架上的防滑、防倒缸，侧护板、底调梁调整支架，使其恢复到正常位置。

3.扶架过程中，将工作面支架错茬大、架间空隙超规定处采用金属网封闭，防止架间掉石伤人。

4.若倒架不严重时，通过侧护板、顶梁缸和支架防倒缸装置配合，支架的侧护千斤顶要保持一定的行程，进行扶架。

5.若支架倒架严重,采高在4m以上，使用单体液压支柱无法辅助移架，则采用SGZ730圆环链配合液压伸缩缸牵引支架进行扶架。

图3 工作面圆环链牵引支架示意图

6.如果采高小于4m倒架，移架时采用单体液压支柱辅助擦顶移架，单体液压支柱打设位置角度要选好，并用防倒绳把单体液压支柱拴好，远距离给单体液压支柱供液和操作支架推移阀片将支架移出进行扶架。

7.将待扶支架底座下面和前面的浮煤浮矸清理干净，扶架时提起支架底座，下脚板下方垫一块半圆木。

8.在支架顶梁靠近立柱柱窝的下侧与相邻下一支架的底座间打设一根单体液压支柱，在支架的前连杆与相邻下一支架的连杆间适当位置另打设一根单体液压支柱，给2根单体液压支柱安上注液枪，用14号铁线系好手把处于供液状态，必须远距离供液，降架前，先推出上下相邻2架的推移千斤顶，移本架的同时给单体液压支柱液压供液，边拉边调架，到位后及时升起支架。依次向下调架，对倒架严重，一次操作很难扶正的支架,可经多次循环操作达到调架的效果。

3.3安全措施

1.进班后做好安全隐患排查，发现隐患后，立即进行整改，完善安全防护措施，确认安全后方可组织生产。

2.作业人员必须严格执行“敲帮问顶”制度，由专人负责用长把工具站在安全地点找净帮、顶浮石、伞岩等，并派专人监护，消除安全隐患。

3.割煤时，采煤机司机必须控制采煤机运行速度，采煤机慢速运行，严禁快速运行。采煤机司机随时观察顶底板的起伏情况，控制好滚筒截割位置，控制采高，控制好提底量，严禁随意提底；刮板输送机提底后底板不平整，则需在支架侧刮板输送机底槽下及支架底座下采用半圆木或木帽垫底，使支架与刮板输送机中部槽保持平整，提底垫料作业时按从上往下的顺序操作。选用规格φ20cm×0.5m的木帽及规格φ20cm×1.4m的半圆木配合垫底。

4.利用单体液压支柱辅助扶架，单体液压支柱顶底部要支设牢固可靠，升降支架、支打单体液压支柱人员要紧密配合好，并站在安全地点远距离（不小于5m）操作阀片，且设专人观察顶板、煤帮变化情况，发现问题及时处理。

5.待处理支架下方严禁有人员同时从事其他作业，应先对加高挡煤板和架间防飞石设施进行检查是否完好，不完好及时更换，顶板破碎严重时在支架架间挂防护网，防止漏矸、窜矸伤人。工作面刮板输送机、采煤机停电、闭锁、挂牌、设专人看守。

6.煤壁劈帮作业前，作业点及其上方所有支架移至最小端面距，从上口往下对支架进行二次补液加压，并用长把工具找尽帮顶伞檐、活石，将作业点及其上方支架伸出伸缩梁、打开支架一二级护帮板全部护紧煤壁。在作业点上方3m范围内，使用单体液压支柱、金属网和半圆木支设可靠防飞石设施。

7.SGZ730圆环链配合液压伸缩缸牵引支架，移架时，必须将圆环链收紧。每次降柱50～100mm之间，架间有空隙地点伸缩缸牵引圆环链拉支架，将空隙缩到最小距离。

8.每班要对液压伸缩缸进行补液加压，保证SGZ730圆环链牵引支架不出现松弛现象。

9.调架、扶架时，作业区内禁止人员行走与停留，所有人员应在作业地点上方5m以外安全地点，支架下方严禁有人员从事其他作业，调架、扶架前应先清理好架间、底座上的障碍物，防止漏矸、窜矸伤人。

4.结束语

通过实践证明，本工作面采用单体液压支柱、SGZ730圆环链配合液压伸缩缸辅助进行处理倒架，取得了良好的效果，为大倾角、大采高综采工作面处理支架倒架提供了宝贵经验。