支撐掩護(hù)式液壓支架”壓架”事故分析及處理措施

2020-11-30 10:24:24 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：2463

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　　隨著綜合機(jī)械化采煤技術(shù)在我國煤炭行業(yè)的迅速推廣，液壓支架作為綜采機(jī)械化采煤的重要設(shè)備，被大量用于維護(hù)采煤工作面頂板，如采煤機(jī)、刮板輸送機(jī)、液壓支架等。工作面液壓支架的支護(hù)問題一直是圍繞煤礦生產(chǎn)安全和提高工作效率的重要問題。液壓支架是煤礦工作面生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備之一，它擔(dān)負(fù)著控制管理頂板、維護(hù)正常工作空間、保護(hù)人員設(shè)備的重要任務(wù),最大限度保障煤礦工作的生命安全。及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握工作面液壓支架頂板的壓力情況，可以及時(shí)、有效地采取安全防范措施，保障工作面人員和設(shè)備的安全。所以我們要設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)測(cè)液壓支架承受壓力的多路壓力監(jiān)測(cè)儀,即YHY60(A)礦用本安型數(shù)字壓力計(jì)，精確掌握頂板壓力和支架承載能力。液壓支架在綜采工作面實(shí)際工作中存在各種各樣的問題，例如“壓架”現(xiàn)象。本著高效、快捷、維護(hù)量小以及安全性高的原則，探尋“壓架”事故原因及現(xiàn)場(chǎng)處理措施，以便為綜采工作面的可持續(xù)生產(chǎn)奠定堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)保證，為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)以及提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益做出貢獻(xiàn)。
　　一、“壓架“事故形成
　　**集團(tuán)某礦綜采工作面，地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，直接頂較為破碎且厚度較大，底板易碎，選型采用ZZ5600/17/35型支撐掩護(hù)式液壓支架，在2008年5月13日22點(diǎn)突然發(fā)生2臺(tái)液壓支架“壓死”現(xiàn)象，由于發(fā)生突發(fā)的事故，造成不能及時(shí)推移支架支護(hù)暴露的工作面，為此停產(chǎn)檢修48小時(shí)，給企業(yè)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。
　　二、液壓支架受力的影響因素
　　當(dāng)煤層逐漸被開采后，頂板壓力顯現(xiàn)變大。作用在支架上的載荷大體分為2部分：第一是直接頂形式的壓力Q1;其二是老頂形成的壓力Q2。由于直接頂很破碎，因?yàn)槊罕谏戏降闹苯禹斠呀?jīng)斷裂，則Q1由支架單獨(dú)承受。當(dāng)直接頂在支架頂梁之后冒落時(shí)，老頂呈懸臂狀態(tài)。由老頂形式的懸臂一端頂支承在直接頂垮落后的碎矸上，另一端則支承在支架和煤壁上方的直接頂上，并形成載荷Q2，隨著煤壁的推進(jìn)，老頂懸露部分加長(zhǎng)，Q2也在增加，當(dāng)老頂懸露達(dá)到一定長(zhǎng)度后，因自重使其斷裂，Q2立即降到最小值。Q2遞增直至老頂斷裂，形成老頂周期來壓。
　　當(dāng)采煤機(jī)采過一個(gè)截深后，支架前移一個(gè)步距，支護(hù)新暴漏出來的頂板。頂板破碎和下沉或斷裂，支架承載加大，直至支架立柱下腔壓力值達(dá)到安全閥整定值，安全閥釋放，立柱下縮，由于沒有足夠的剩余行程，支架出現(xiàn)“壓架”現(xiàn)象，影響液壓支架受力因素：
　　1、支架高度對(duì)支架受力的影響：隨著支撐高度不斷變化，使立柱支撐角度、平衡千斤頂角度、掩護(hù)梁的四連桿角度均發(fā)生了變化，改變了支架整體受力狀況。
　　2、摩擦系數(shù)的影響：由于支架各構(gòu)件與矸石之間存在相當(dāng)運(yùn)動(dòng)，摩擦力大小與摩擦系數(shù)W有關(guān)。根據(jù)液壓支架型式試驗(yàn)規(guī)范規(guī)定，應(yīng)該按摩擦系數(shù)W(0;0.15;0.3)分別進(jìn)行核實(shí)。
　　3、前梁千斤頂推拉力對(duì)支架受力影響：支護(hù)高度為頂梁承受最大合力時(shí)的高度值，矸石作用力P3=0，摩擦系數(shù)W=0.3，且按平衡千斤頂產(chǎn)生推力和拉力2種情況進(jìn)行受力分析。
　　1)產(chǎn)生拉力時(shí)，頂梁后梁比壓增大，這樣可增加切頂能力，底座比壓分布狀態(tài)好，連桿受力小。
　　2)產(chǎn)生推力時(shí)，頂梁合力作用點(diǎn)前移，可增加頂梁前端支撐能力，底座前端比壓增大，連桿受力增加。
　　4、tgθ值對(duì)支架受力影響：tgθ值增加，則附加力也增加。tgθ值過大對(duì)支架受力不利。一般把值控制在0.35一下，進(jìn)而把附加力控制在名義工作阻力的10%以內(nèi)。
　　三、“壓架“事故原因分析
　　出現(xiàn)壓架事故后，有關(guān)人員第一時(shí)間趕到現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行認(rèn)真分析，對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)等參數(shù)進(jìn)行分析，其事故形成原因如下：
　　1、由于工作面地質(zhì)條件復(fù)雜，煤層開采高度變化較大，當(dāng)支架受到突發(fā)的高峰載荷沖擊壓力時(shí)，支柱下腔沒有足夠的乳化液，高峰載荷不能得到充分緩沖，立柱沒有保持足夠的剩余行程，進(jìn)而壓死支架?，F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量?jī)H為100㎜，
　　2、在選用支架時(shí)，對(duì)頂板狀況估計(jì)不足，選用的支架支撐能力明顯不足。
　　3、工作面推進(jìn)過慢，或停產(chǎn)時(shí)間太長(zhǎng)。該工作面屬于停產(chǎn)整頓后重新開采。
　　4、由于工作面地質(zhì)狀況負(fù)責(zé)，遇到砂巖等堅(jiān)固巖層時(shí)，采用放炮方式進(jìn)行掘進(jìn)，沒有對(duì)支架立柱進(jìn)行必要的防護(hù)，造成立柱表面存在外傷、鍍層破壞等缺陷，嚴(yán)重影響了立柱的工作狀況。
　　5、液壓支架的頂梁和底座沒有保持平行，上擺角度經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量超過25度，使支架處于嚴(yán)重的受力狀態(tài)，影響支架的整體受力狀況。
　　6、操縱閥組、高壓膠管、安全閥、過濾器、乳化液等在更換時(shí)，沒有保持必要的措施，煤塵等雜物進(jìn)入，造成液壓系統(tǒng)的閥組、缸體出現(xiàn)損失，降低了缸體、閥組等的密封精度。
　　四、現(xiàn)場(chǎng)處理措施
　　1、用立柱支在被壓死支架頂梁下，同時(shí)向備用立柱和壓死立柱供液，反復(fù)升柱，使頂板逐漸松動(dòng)，以降柱前移。
　　2、用輔助立柱或千斤頂與壓死支架的立柱液壓系統(tǒng)構(gòu)成增壓回路，反復(fù)升柱，以便移柱。
　　3、頂板條件堅(jiān)固，用放小炮挑頂?shù)姆椒ㄟM(jìn)行處理，放炮要分次進(jìn)行，嚴(yán)禁在支架與頂板空隙間放炮崩頂。
　　4、由于底板狀況較好，采用了臥底法。即向底座下底板打淺炮眼，裝小炮量，放炮后掏出崩碎的巖塊，使底座下落后再移架。
　　5、采用礦用GWL150(A)本安型位移傳感器，密切監(jiān)視頂板和圍巖壓力變化情況，合理挑頂，釋放頂板對(duì)支架的壓力。
　　6、加大支架的日、周、月、中修、大修工作，提高支架的使用效能。
　　7、采用擦頂移架方法防止頂板下沉及局部冒頂。
　　8、采用YHY60(A)礦用本安型數(shù)字壓力計(jì)，精確掌握頂板壓力和支架承載能力，確保支架支護(hù)質(zhì)量和安全生產(chǎn)。
　　五、結(jié)論：通過以上分析以及采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施，該礦再也沒有出現(xiàn)類似的嚴(yán)重事故，為此不僅增加了采煤量，同時(shí)也提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，也為煤礦企業(yè)的安全生產(chǎn)以及提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益做出貢獻(xiàn)。
                

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