煤礦綜采工作面支護技術問題探究

摘 要：本文對煤礦綜采工作面支護技術的相關問題進行了探究，并對當中存在問題的處理進行了闡述，以促使工作面支護技術的有效運用，確保煤礦綜采工作面的有效生產(chǎn)。

關鍵詞：煤礦；綜采工作面；支護技術

中圖分類號：TD35 文獻標識碼：A

運用液壓支架對煤礦綜采工作面進行支護，對工作面支護的狀況有較好的改善效果。而對于液壓支架在煤礦綜采工作面中的有效應用，必須借助支護措施的合理選擇才能夠促使支架支護最大效能的發(fā)揮。其中支架的確定和選擇，就要依據(jù)具體的實際情況，對相應的支護技術問題進行探討，才能進一步落實支護技術的良好實施。

一、支架的選擇

關于工作面支架的選擇，有較多類型的液壓支架，而這些支架的設計，一般都是依據(jù)特定的地質(zhì)條件進行實施的，在進行選擇的過程中，也要結(jié)合實際的條件，對合理適宜的支架進行選擇。一般對于液壓支架的選擇，大致包括了三個重要的步驟，即對支架類型、支架規(guī)格、支架工作阻力的確定。

1 支架類型的確定。依據(jù)支架支護特點與結(jié)構(gòu)的不同，對國產(chǎn)液壓支架進行劃分，包括有支撐掩護式、掩護式、支撐式等基本架型。而根據(jù)支架的使用范圍，液壓支架的類型也有所不同，包括在32-50m煤層的開采中所用的液壓支架、緩傾斜中厚煤層中所用的液壓支架、開采鋪網(wǎng)厚煤層分層中所用的液壓支架、運用于厚煤層放頂煤的液壓支架、堅硬頂板條件下所用的高阻力液壓支架、薄煤層中所用的高阻力液壓支架以及大傾角煤層中所用的液壓支架等。一般來說，工作面開采的條件決定著液壓支架的選擇，選擇液壓支架類型必須要符合作用部位所需要的要求。對于瓦斯含量大、來壓強烈、完整工作面項板的工作面開采，就應對支撐式液壓支架進行選用；而掩護式液壓支架可用于來壓不明顯、破碎頂板的開采工作面上；對于普通條件的開采工作面，可對支撐掩護式液壓支架進行選擇。

2支架規(guī)格的確定。工作面開采的煤層厚度在設計上有所不同，而支架規(guī)格的選擇則應依據(jù)這些不同設計的厚度進行合理的確定。對于支架的最大高度來說，其必須大于煤層的最大高度，但針對支架最小高度方面，就要求其必須小于煤層的最小高度。

3支架工作阻力的確定。在設計上，工作面頂板的分類以及基本頂?shù)姆旨売兄煌牟町?，在支架的選擇過程中，必須依據(jù)液壓支架的支護能力驗算，對最終工作面所需的支護阻力進行確定。其中值得注意的是，工作面所需的支護阻力必須小于液壓支架的支護能力。

二、工作面兩巷的超前支護

對于工作面兩巷而言，其所受動壓作用的影響較大，而這種動壓作用的形成，是由工作面的開采而導致的。為了促使巷道受開采作用的減緩，對開采所需的有效空間進行確保，就要提前對巷道進行維護，且必須在巷道未受動壓影響之前進行實施。在實際的生產(chǎn)過程中，應依據(jù)工作面超前壓力的影響范圍，對巷道的超前維護距離進行合理的確定，一般來說，這一合理的距離為20-30m，而所需的超前支護方式的類型卻有以下幾種。

1拱形金屬支架。在3-5m替棚的超前過程中，必須要對金屬支柱配套支護與十字鉸接頂梁進行運用，其高度一般在15m以上，行人側(cè)寬度則不能小于0.7m。對于超前支護距煤壁20m范圍內(nèi)的支架支護，可對單體液壓支柱支護和單排金屬鉸接項梁在拱形梁下進行加打，也可將中柱加打于拱形梁下，木料墊于拱形梁與柱頂之間，通過鋼絲拴牢支柱，以免滑動現(xiàn)象引起倒柱。另外還要對拉桿、加打撐木、增加卡纜等加固措施進行實施，以促使支柱穩(wěn)定性的進一步增加。

2梯形木棚平巷。10m范圍內(nèi)靠近煤壁時，將單體液壓支柱支護及雙排金屬鉸接頂梁用于原梯形木棚梁下。而對單體液壓支柱支護與單排金屬鉸接頂梁進行選擇時，則這一范圍為10-20m。

3雙向鉸接項粱支護。該種支護是由十字頂梁改進而來的，而十字頂梁長度一般較短，在超前支護死亡過程中，兩巷與端頭的鉸點過多，側(cè)臂力矩較大，固定支柱支撐位置，在焊接部位容易受到損壞，且存在運輸不便的缺點。而通過改進形成的雙向鉸接頂梁對這些問題進行了妥善處理。其在金屬鉸接頂梁的中間兩側(cè)，直接焊接了側(cè)向連接的接頭與耳子，以促使橫向鉸接的有效運用。沿傾向與沿走向是雙向鉸接頂梁的兩種連接方式，前者為普通鉸接頂梁連接，沿傾斜方向?qū)﹄p向鉸接頂梁進行了連續(xù)的鉸接；而后者沿走向?qū)﹄p向鉸接頂梁進行了連續(xù)的鉸接。

三、順槽支護

針對15-18m2的順槽斷面的大型煤礦綜采工作面而言，錨索與錨桿較為普通，沒有足夠的強度，使得順槽嚴重變形。對于這一問題的處理，可以對高強度、高預應力組合的錨桿支護系統(tǒng)進行選用，對綜采工作面順槽的支護起著一定程度的作用。通過高強度、高預應力組合的錨桿支護系統(tǒng)的使用，在綜采工作面順槽中可以比普通的錨桿支護巷道起到更為有利的作用，其中就、順槽頂?shù)装逡平?、頂板離層量、兩幫移近量等方面都能夠得到有效的降低，且順槽的變形程度也會得到明顯的改善。而另一方面，由于順槽兩幫收斂量和頂板離層的良好控制，有效的避免了對順槽的多次維修。通過生產(chǎn)的不斷實踐，已經(jīng)對高強度、高預應力組合錨桿支護系統(tǒng)在大斷面順槽支護中的作用進行了驗證，其技術的實施是較為可行的，同時能夠非常顯著的促使經(jīng)濟效益的增長，對支護成本的降低非常有利。而通過還技術的進一步實施，也為綜采工作面創(chuàng)造了高效生產(chǎn)的良好條件。對于該系統(tǒng)技術的組成，主要包括了高強度W型鋼帶、強力錨索和錨桿、相關的配套附件。一般選用專用鋼材（BHRB600）對強力錨桿桿體進行制作，為左旋無縱筋螺紋鋼桿，其桿體直徑約為22mm；而強力錨索的制作材料為1×19根的鋼絲捻，形成鋼絞線，其直徑約為20mm；選用薄鋼板作為高強度W型鋼帶的制作材料，通過多道軋輥，對冷彎、滾壓進行連續(xù)實施并達到成型，鋼帶寬度為280mm，厚度為5mm左右。

四、工作面頂板的管理

1破碎頂板

對于破碎頂板的支護，一般對掩護式支架進行選用。而在具體的支護過程中，可對金屬網(wǎng)鋪設、挑順山梁、帶壓擦頂移架等措施進行實施。其中，金屬網(wǎng)的鋪設，在破碎頂板的管理中，起著尤為重要的作用。在煤壁前控頂范圍內(nèi)，為了能夠順利移動支架，展開頂網(wǎng)，可將走向梁架于金屬網(wǎng)上，頂板預先由走向梁支撐，同時在金屬網(wǎng)的作用下，掩護支架的順利前移。

2堅硬頂板

綜采作用于堅硬頂板條件下，大面積懸空的頂板在來壓期間，會瞬間垮落，此時液壓支架就可能會被壓壞。處理此問題，可對大噸位的支撐掩護式支架進行選用，也可對頂板進行高壓注水，同時利用深孔爆破促使放頂?shù)膹娭茖嵤?/p>

3易片幫煤壁

煤壁片幫對煤礦生產(chǎn)的影響較大，對相關問題進行處理，就要采取合理的預防和管理措施，對其進行解決。①對工作面生產(chǎn)技術進行有效管理，縮短循環(huán)周期，促使正規(guī)循環(huán)作業(yè)的有效實施，對煤壁暴露時間進行有效的控制。②支架的選擇必須合理，能夠立即進行支護，且具備一定的防幫片裝置，端面距離較小，同時又較大強度的支護能力。③當幫片有所發(fā)生時，必須立即對相應措施進行實施，將移架措施提前，及時進行支護，有效預防冒頂?shù)陌l(fā)生。

結(jié)語

總而言之，在支護技術的實際應用中，應具體結(jié)合工作面的開采條件，對適宜的支護支架進行選擇，并對相關的問題進行有效的處理，才能夠促使綜采工作面生產(chǎn)的安全和高效。

參考文獻

[1]王錦山.軟底煤層綜采工作面支護技術[J].煤礦開采，2005（3）.

[2]倪慶均，賀憲國，李宗峰，林樹剮.大斷面綜采切眼錨桿支護技術[J].山東煤炭科技，2004（05）.

[3]匡孝杰，石圣祝.錨桿支護在綜采工作面切眼中的應用[J].能源技術與管理，2004（01）.

[4]張愛絨.王開工作面切眼支護技術的數(shù)值模擬研究[J].太原理工大學學報 ，2012（2）.

[5]汪書祺.綜采工作面切眼的支護技術與安全管理[J].礦業(yè)安全與環(huán)保，2003（1）.

[6]薛建志，劉廣利.淺談綜采工作面幾個技術問題[J].煤礦現(xiàn)代化，2010（6）.