1 矿井概况 综采放顶煤采煤法是我国煤炭工业集约高效安全生产行之有效的方法，其优越型在我国矿区已得到充分的体现和证实，但三软不稳定大倾角综放工作面因其特殊的地质条件，工作面设备出现倒架现象，严重制约了安全高效生产。因此，三软不稳定大倾角煤层综放工作面设备的防倒、防滑问题将成为重要的研究项目。本文结合义络煤矿实际情况探究倒架的原因，以及探寻支架倾倒的防治策略。 1.1工作面地质条件 义络煤矿36020工作面标高+30m，主采二1煤层，厚度0.2-13m，平均4.93m；煤层倾角30-47°，平均33°；普氏系数0.1.工作面走向长390m，倾向长96m。煤层伪顶：黑色炭质泥岩，软、易碎，厚度0.1～0.5m。直接顶：灰黑色砂质泥岩，层面含细小白云母碎片及炭质，层内含黄铁矿及植物化石，厚度3～8m 。直接底：灰黑色泥岩，含植物化石及黄铁矿结核，下部夹1～2层厚0～0.2m透镜状的硅质泥岩，厚度2～4m。因此该煤矿为三软不稳定大倾角煤层。 1.2工作面配套设备 2 倒架现象 36020工作面是本矿首个综采工作面于2012年9月15日安装完毕。开始试采由于本矿地质条件特殊，加之技术管理生疏，片帮、架前架间漏煤一直困扰着开采工作，从而使支架上方空顶，进而导致了支架发生严重的倒架情况。工作面从第十架至第三十五架出现不同程度的倒架现象，倒架角度38-45°，影响了正常的安全生产。 3 工作面倒架原因分析 3.1 支架受力分析 如图所示，在大倾角综放工作面上，支架工作时，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。 当支架所受合力作用点偏出支架下边缘时，就会导致支架倒架。在力矩极限平衡条件时，底板反力N2作用于O点此时有 Gb=（P1-P2）H+（Hsina-Bcosa/2）N b=（B/2）cosa-Hgsina 式中：H为支架高度；B为底座宽度；b为支架自重作用方向与支架下边缘的水平距离；Hg为重心高度。 由此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。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，顶板越不稳定，其移动曲线离法线越远。因此顶板对支架产生的压力也不完全是沿重力方向的，对于义络煤业公司33°的工作面而言，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和复杂性增大。 3.2 倒架原因分析 工作面的倒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。经过现场观本文转自www.dylw.net第一论文网察和深入分析，认为倒架的诱发因素主要有以下几点。 1）支架上方空顶。本矿煤体极软，呈散体状结构，自稳性能差。有拳头大的洞，煤体就会自流造成冒顶。此种情况势必造成工作面前方煤壁松散、片帮、漏顶情况发生，使得支架上方空顶，支架的初撑力打不到要求，因此支架的稳定平衡状态被破坏，极易发生倒架。 2）工作面倾角大。工作面平均倾角33°，在重力的作用下，工作面支架的下滑、倾倒的可能性急剧增加，支架系统极易失稳。支架降价前移时，会因失去支撑点而偏斜或倾倒，在三软煤层中，这一现象会更加明显。 3）底板松软。由于该工作面煤层厚度0.2-13m为不稳定煤层，工作面有些地方破底开采、有些地方丢底4-5m。丢底处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，支架就失去稳定的基础。 4）防倒装置不完备。由于技术疏漏新投产工作面防倒装置还没安装到位，已经开始试采造成倒架。 4防治措施 1）加强工作面注水，实行工作面浅孔注水和上下巷深孔注水想结合的方法。工作面注水能增加煤体塑性，能很好的控制煤壁不发生片帮。 2）工作面支架尽量沿煤层直接底推进，丢底煤地段拉架时架底铺平板梁，增加底板稳定性。底板得到稳固，对底板的比亚性能才能更好地发挥作用。 3）必须安装支架防倒、防滑装置，包括斜拉千斤顶、平拉调价千斤顶。支架底座调架千斤顶等。并保证防倒装置工作面的拉紧力，从而使支架与支架间形成整体的防倒滑系统，确保支架的稳定性。 4）加快工作面推进速度可缩短超前支承压力对煤壁前方煤岩的作用时间，减轻松软顶煤的破碎程度，同时可减小直接顶快段对支架的沿煤层倾向加大的作用力，提高支架横向稳定性。 5）在生产工艺过程中注重不同工序（割煤、推移输送机、移架）的组合，确保工作面系统的整体移动和稳定。 采取了以上措施对36020工作面倒架现象进行了防治，有效的控制了支架倾倒现象，基本杜绝了工作面倒架，使工作面得以安全高效生产。
