回采工作面使用超前液壓支架進行超前支護工藝的探索與實踐

張建偉

摘 要：隨著煤礦開采深度的增加及周邊工作面的開采，地質變化及礦壓顯現越發顯著，尤其是大采高工作面，傳統工作面超前支護方式為單體柱加鋼梁，支護強度低，工人體力消耗大，本文從管理方法、技術規范和具體工施工方案等方面簡要敘述了超前液壓支護使用的經驗，對今后的回采工作有較大的指導意義。

關鍵詞：超前支護；液壓支架；支護強度；大采高

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.024

0 引言

開灤錢家營礦業公司自1988年12月投產以來， 1999年達到設計生產能力，2005年產量達到了560萬噸，產量逐年提升，礦井回采已近28年，隨著采空區范圍加大及開采深度逐漸向深部延展，回采工作面受周邊采動及地質條件變化影響越來越大，一些大采高工作面風運道超前支護困難，人力投入多，勞動強度大。超前液壓支架支護工藝，能夠安全、快速地滿足超前支護需要。為進一步做好總結，更好地為礦山現代化采煤發展服務。現以錢礦某回采工作面為例，就超前液壓支架支護管理方法、技術規范和工藝流程做簡要介紹。

1 工作面概況

該工作面位于井田東翼十采區7煤層，工作面同煤層傾斜上方工作面已采畢。上覆5煤層工作面已采畢。該工作面掘進揭露數十條斷層，落差0.1～5.0m，受斷層影響，煤層頂板破碎易冒落，同時工作面煤層厚度變化較大。該工作面走向長度1050米，傾斜長度190.5米。

2 工藝簡介

（1）傳統工藝介紹。在傳統工藝中，采用人力打超前的方式，錨桿巷道要求超前60米加強支護，用單體柱鋼梁托板，托板沿走向分兩趟布置。隨著工作面回采的進行，進入采空區的托板還要進行回撤，打超前和掏毛窩的過程，工人需要搬運大量單體柱、板梁，勞動強度大，而且人力投入多，由于由于單體柱注液無法精確掌握，造成頂板支護強度不足。

（2）新工藝介紹。超前支護液壓支架是根據綜采工作面風、運道隨回采推進，將巷道永久支護替換為臨時超前支護的具體條件而設計的一種支架，在新型工藝中，采用超前液壓支架進行支護，該超前支架為兩架成一組使用，兩架之間頂梁間由防倒千斤頂連接，前架頂梁后部與后架頂梁前部通過伸縮梁相連。前架的底座后部與后架的底座前部通過連接頭、移架千斤頂相連，前后架互為依托，達到移架的目的。結構如圖所示：

（3）工藝對比分析。1）傳統工藝施工，受采動影響，煤壁20米范圍內壓力大，使用傳統單體柱鋼梁支撐壓力小，頂板支護強度不足。采高變化需要更換合適的單體柱型號，大大增加了工人的勞動強度，而且人力投入大，安全系數低；2）新施工工藝采用液壓支架超前支護，由于支護強度大，超前支護支架與巷道π型鋼梁或木棚配合使用更安全可靠，通過操作液壓手把可實現自移，大大減輕工人的勞動強度，減少了人力投入、提高回采效率。

3 新施工工藝技術規范

生產工作安全高效的進行，離不開必要的技術支持，因此首先要制定合理的技術規范（作業規程及安全技術措施），從技術上指導員工安全生產。

（1）設備安裝順序和安裝方法。1）安裝前，在安裝位置提前穩好JH-14T絞車，開關上架，電纜吊掛好，信號接好，上好繩，插好繩頭，打好齊全可靠的四壓兩戧安裝好護網；2）運輸線路上的軌道必須提前修好，軌道要求平直，水平接口不大于5mm，左、右錯茬不大于2mm，高低錯茬不大于2mm。巷道自軌道外展600mm高度不低于3m。運輸路線上所有影響運輸的設備、雜物提前清理運走，保證運輸的安全暢通；3）安裝地點上方提前使用3.5米鋼梁（一梁4柱以上）打好起吊梁或用水管鎖好3～5架棚子或使用兩根以上的起吊錨桿，保證支護的整體性；4）安裝所使用的設備（剎勾、剁斧、大錘、5T以上平輪、千不拉等）提前準備好。

（2）設備安裝順序和安裝方法。為保證施工環境安全可靠，超前液壓支架從里向外依次安裝，先安裝下幫的，在安裝上幫的。第一架超前支架安裝好后，利用JH-14T絞車起吊后梁與第一架超前支架頂梁后部連接并安裝后梁千斤頂，起吊伸縮梁與第一架超前支架頂梁前部連接，第二架超前支架安裝好后，安裝第一架超前支架和第二架超前支架之間的伸縮梁和移架千斤頂，第三架超前支架的安裝方法與第二架超前支架的安裝方法一致，第三架超前支架安裝好后，起吊前梁與第三架支架頂梁前部連接并安裝前梁千斤頂。運道上幫超前支架的安裝方法與運道下幫的超前支架安裝方法一致。

（3）施工方法。支架主要結構件有：頂梁、底座、前連桿、后連桿、掩護梁、前梁、后梁、伸縮梁、移架千斤頂。前架的底座后部與后架的底座前部通過連接頭、移架千斤頂相連，前后架互為依托，達到移架的目的，超前液壓支架為鄰家操作，通過手把控制液壓缸伸出或收回，實現自移和升降。

4 勞動組織

（1）采用該施工方法僅僅需2人協作施工，規范現場人員組織配置及規范人員操作是確保安全高效生產的關鍵；（2）施工前，必須對操作人員進行技術規范（作業規程及安全技術措施）的學習，使施工的人員清楚掌握各環節的注意事項。

5 總結

對于壓力大、采高大而且經常變化的工作面，傳統支護工藝存在諸多弊端，因此，采用新型工藝對頂板壓力大，尤其頂板長距離支護困難或受周邊采用影響較大的回采工作面，具有較好的效果，此種施工方法具有較廣的推廣價值。