摘要：液压支架是煤矿综采工作面的重要设备，且数量最多，它能否正常工作，对整个工作面的安全生产和高产高效至关重要。本文对大倾角液压支架的稳定性进行了详细的力学分析，可以为大倾角液压支架的管理和生产设计提供依据。在工作面生产过程中，液压支架容易出现自动降架、死架、倒架等故障现象，因此必须重点研究综采工作面液压支架的防滑防倒措施，确保矿井的安全生产。
关键词：液压支架 防滑 防倒 移架
液压支架是综采工作面的重要的设备之一，而且运用的数量是最多的，它的安全可靠运行关系着整个工作面的安全生产和高产高效。在工作面生产过程中，液压支架容易出现自动降架、死架、倒架等故障现象。当工作面的倾角大于15度时，就必须考虑到液压支架的防滑、防倒问题。当工作面的当倾角大于25度时，除了在排头支架采用防滑、防倒装置以外，还应该根据倾角的大小，支架形式等因素，在液压支架上安设防滑防倒装置。因为一旦发生滑架倒架事故，往往不是简单的几架，而是十几架，甚至几十架，因此说处理起来比较困难，而且处理时间相当长，这就严重制约了煤矿的安全生产。因此研究如何使用并管好综采工作面液压支架，使之不发生倒架事故，就显得非常重要。
1、液压支架概述
液压支架曾称机械化支架、自移支架，它是以液压为动力，使支架顶板、移架、切顶、推移输送机等工序一起完成，进行顶板支护的设备。液压支架具有支护性能好、强度高、移设速度快、安全可靠等优点。它可与弯曲输送机和采煤机配合使用，组成可采煤工作面的综合机械化设备，实现了综合机械化采煤。综采工作面是用液压支架支护顶板的。液压支架是由单体支柱、顶梁的支护方式发展而来的。它实际上是支柱、顶梁及底座拼成的一个组合体。液压支架也成自移支架，在移动支架时支柱降下来，让顶梁脱离顶板才能减少移架阻力。根据支架结构，液压支架可分为支撑式、掩护式、支撑掩护式三种。
2、液压支架倒架主要因素
液压支架倾倒是指顶梁与底座之间沿倾向发生相对线位移并使支架沿倾向偏离煤层底板法线方向。支架倾倒可能受众多复杂因素的影响，倾倒角为立柱沿倾向偏离采面底板法线方向的角度，向下倾倒为正，向上倾倒为负。大倾角条件下液压支架位态复杂、侧向空间活动性大和自身稳定性差，导致生产中易出现支架倾倒问题。大倾角综放工作面矿压显现显著加剧，易发生煤体片帮→顶煤冒落→煤体片帮的恶性循环。顶煤冒落易使支架失去上部约束而产生倾倒，支架倾倒后受力状态恶化和承载能力下降又使采面顶板（煤）出现进一步冒漏，液压支架倾倒发展最严重的情况就是倒架。
液压支架在顶板（煤）状态良好及正常支设条件下支撑力大、稳定性好、顶底板对支架的约束力大，稳定性好，安全性能高。但在顶板（煤）冒漏或在移架过程中出现的支架下滑和向下翻倒是导致支架倾倒的关键问题。支架在顶板的压力、支架自重、上下邻架挤靠力，初撑力、底板反力作用下处于平衡状态。倾斜煤层的顶板是沿一条接近重力方向的曲线移动，因此它对支架产生的压力也完全是沿重力方向的。当支架所受合力作用点可能要偏出支架下边缘，导致支架倾覆，在力矩极限平衡条件时，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。
3、防滑防倒措施
3.1 大倾角液压支架防滑和防倒措施
大倾角液压支架适应采高1.5～3.0m，煤层倾角35°～55°，底板为直接底或煤底的条件。其导向、防滑和防倒措施为：（1）移架时以相邻上架和下架为导向。每架初撑力2600KN，为工作阻力的82%，能承受上方三加支架的下滑力。（2）顶梁、掩护梁和后连杆的侧护板及底座一侧的调向梁其导向和调向作用。6个侧推千斤顶总推力589.2KN，大于上方三架支架的下滑力。在降架、移架时侧推千斤顶都处于推出状态，调向梁和侧护板的千斤顶还可分别动作。采用上方邻架单向控制方式。（3）侧护板的长度和宽度都比一般支架大，与缓倾斜煤层支架相反，上侧护板活动，下侧护板固定。（4）为增加支架横向稳定性、立柱横向呈八字形布置，上端间距700mm，下端间距800mm。
3.2 排头支架的防滑、防倒措施
（1）下排头支架组由5架组成，下三架的顶梁与上三架的底座用千斤顶和圆环链拉紧，用来防倒；下三架底座前段用两个带十字连接头的千斤顶互相拉住，用来挑架；下三架还装有由千斤顶和圆环链组成的防滑装置。四、五架在工作面倾角﹥45°或工作面下端顶板大面积破碎时使用，借以拉住下三架。在移架过程中，防倒千斤顶油路中的液控单向阀关闭，中流量安全阀溢流，以确保下架不倾倒。（2）上排头支架组由三架组成。由于受输送机传动装置限制，该三架支架的底座滞后正常支架一个移架步距，它们的顶梁、推移杆和侧护板都相应加长。为了保证对顶板的正常支护，在加长顶梁下面增加一个辅助千斤顶和调节其下端职称位置的调节千斤顶。上排头支架组成仅有防倒装置，而无调架和防滑装置。当由下向上移架时，应先移1架，后移其下方的支架，否则两架的侧护板会错开而漏进矸石。
3.3 中部支架的防滑、防倒措施
中部支架的防滑装置主要有：底座前部防滑，相邻两支架的底座前部可按隔一设一或隔数设一的方式，加设双作用防滑千斤顶；底座后部防滑，相邻两支架的底座后部，设置由千斤顶控制的侧推装置。仅下方支架对上方支架起作用；导向调架装置防滑，相邻两支架的底座间，设置由弹簧套筒和千斤顶控制的导向调架装置，用以防滑。中部支架的防倒装置有：隔架在两支架间的顶梁上设置双作用防倒千斤顶，隔架数目依实际情况而定，倾角越大，隔架越少。
4、结语
总之，液压支架是综采设备的重要组成部分。它能可靠而有效地支撑和控制工作面的顶板，隔离采空区，防止矸石进入回采工作面和推进输送机。它的稳定性也是影响综采工作面开采的重要因素，只有首先保证它的稳定性才能实现整个综采工作的顺利开展，才能发挥液压支架的优越性，因此必须高度重视液压支架的防滑防倒的相关措施，确保实现矿井高产高产和安全生产的双丰收。
参考文献
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