淺析煤礦綜采工作面支護幾個技術問題

黃薺

摘要：煤礦綜采工作面采用的是整體液壓支架的支護方法，在施工過程中，采用支護機械化，這可大大的改善工作面的支護情況。 本文主要對煤礦綜采工作面支護的幾個技術性問題從工作面的支架選擇、兩條巷道的超前支護以及特殊工作面頂板的管理方 法等方面進行了深入探討。

關鍵詞：煤礦；綜采工作面；支護技術

中圖分類號：TD823 文獻標識碼：A 文章編號：2095-3178（2018）06-0115-01

引言

煤礦綜采的工作面的掘進方向是先掘采區上巷然后是采區下巷， 再然后就是掘進切面。但是，由于采區地質情況復雜，構造變化多樣，

施工人員的專業素質參差不齊，所需材料的供應情況不同，交通運輸不便等多種因素的影響，導致巷道掘進速度緩慢。本文針對這些情況， 從以下幾個方面，對煤礦綜采工作面支護的技術性問題進行了探討。

1 綜采工作面支護方式

按支護與割煤、移架、推移輸送機三個主要工序的配合方式不

同，綜采工作面有及時支護方式和滯后支護方式。

1.1及時支護

采煤機割煤后，支架依次或分組隨機立即前移支護頂板，輸送 機隨移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤機截深。這種支護方式， 推移輸送機后，在支架底座前端與輸送機之間要富裕一個截深的寬 度，工作空間大，有利于行人、運料和通風；但增大了工作面控頂 寬度，不利于控制頂板。為此，有的綜采設備，其支架和輸送機采 用插底式和半插底式配合方式。

插底式支架在前移時，將底座前段插入輸送機機槽下方，推移 輸送機后，底座前端與機槽相接，取消了一個截深的寬度，適用于 穩定性差的頂板。但過風斷面小，行人運料不便，同時增加了機槽 高度，不利于裝煤。為克服插底式裝煤困難的缺點，后又研制了半 插底式支架，機槽向煤壁傾斜。

1.2滯后支護。

割煤后輸送機首先逐段移向煤壁，支架隨輸送機前移，二者移

動步距相同。這種配合方式在支架底座前端和機槽之間沒有一個截 深富裕量，比較能適應周期壓力大及直接頂穩定性好的頂板，但對 直接頂穩定性差的頂板適應性差。在我國使用較少

2 煤礦綜采工作面支架的選擇

在煤礦開采這一個環節中，合理地選擇煤礦綜采工作面的支架

至關重要。根據不同的實際情況，選擇不同的綜采工作面支架也是 很有必要的。一般而言，液壓支架支護方式是煤礦綜采工作面支架 的首選支架類型。相關人員必須事先了解清楚每一種支架的適應條 件，最后結合實際的開采條件，選擇合適的支架類型。選擇合適的 支架類型，也是保障綜采工作面安全生產的有效措施。

1.1 確定支架的類型

在選擇液壓支架過程中，首先應根據工作面的開采條件來進行

選擇。按照使用范圍劃分，可將液壓支架分為用于薄煤層開采液壓支 架、用于厚煤層放頂煤的液壓支架、用于緩傾斜中厚煤層的液壓支 架、用于開采 32—50m 煤層的液壓支架、用于厚煤層分層開采的鋪 網液壓支架以及用于堅硬頂板條件下的高阻力液壓支架等。

對于來壓較強、頂板完整且瓦斯含量較大的采煤工作面而言，應該選 擇支撐式液壓支架；對于來壓不明、頂板破碎的采煤工作面而言，應 該選擇掩護式液壓支架；而對于其他情況而言，應選擇支撐掩護式的 液壓支架。

1.2 確定液壓支架的規格

在一般情況下，主要是根據設計工作面的開采煤層最小和最大厚度 來確定液壓支架規格的。液壓支架的最小高度不能大于開采煤層的最小厚度，其最大高度不能小于開采煤層的最大厚度。

1.3 確定支架工作的阻力

根據設計工作面是直接頂還是基本頂，以及直接頂和基本頂的分級

情況，來確定采區工作面所需要的支護阻力的類型及來源，并且依據

采區工作面所選用的液壓支架的支護能力來進行驗算。

2 綜采工作面兩巷的超前支護

2.1拱形金屬支架支護

采區工作面超前 3m-5m 時，應用十字鉸接頂梁與金屬支柱配套支護方法，支護高度大于 1.5m，行人側寬度大于 0.7m。距離煤壁 20m 范圍內，在拱形梁下設置單排金屬鉸接項梁和單體液壓支柱， 實現超前支護的目的，確保作業面安全可靠。

2.2雙向鉸接頂梁的超前支護

雙向鉸接頂梁的支護方式是比較完善的，他是在十字頂梁的基

礎上逐漸改善而來的，有效地避免了十字頂梁自身存在的缺點，而 使得其自身的性能更加完善。雙向鉸接頂梁的使用原理是：將接頭盒 側向連接的耳子焊在金屬鉸接的頂梁的兩側，這樣做的主要目的是 供橫向鉸接使用。雙向鉸接頂梁主要分為沿走向方向和沿傾向方向 這兩種。

2.3梯形平巷超前支護

根據作業面基本條件合理采用該支護方式，一般在采區工作面

之內，靠近煤壁前 10m 區域應用梯形平巷超前支護，方法為單體液 壓支柱支護和雙排金屬鉸鏈頂梁支架支護。大于 10m 小于 20m 的范 圍，采用單體液壓支柱支護和單排金屬鉸鏈頂梁支架支護。開采過 程中必須嚴格遵循規范要求，合理設置支護方式，確保支護的高效 和安全。

3 綜采工作面的端頭支護

上下端頭處的暴露面積大，時間長，并且此處設有輸送機機頭

或機尾，在下出口還搭接有轉載機，都要求有較大的空間，該處的 頂板維護效果直接影響著安全生產和設備效能的發揮，為此必須選 擇合適的支護方法。端頭支護方法，歸納起來有三種：一是用單體 支柱與托梁支護；二是用單體液壓支柱與十字鉸接頂梁配合支護； 三是用端頭液壓支架支護。

用單體支柱與托梁的支護方法。巷道用木棚支護，先在木梁下 方沿走向架設三排金屬鉸接頂梁，一梁一柱，用單體液壓支柱支撐， 在工作面前方挑二排，巷道上下幫各一排。在采空區處設有密集支 柱，以便加強支護和擋矸。在端頭處和支架前設有三根工字鋼托梁， 一端架在液壓支架前梁端的托座上，以維護輸送機的搭接處。這種 方法基本控制了端頭處的頂板，但工作量較大，木板梁不能回收， 坑木消耗大。

用單體液壓支柱配十字頂梁的支護方法。上下兩巷斷面較大， 工作面超前10-20m用其替換平巷內的拱形支護，如果頂板破碎，在 替換支護時，需鋪設金屬網。十字頂梁前后左右都相互鉸接，形成 網狀支護系統，整體性好，支柱受力均勻，倒換支柱方便，不易失 穩，在支護期間，沒有反復支撐頂板，頂板完整性較好。在輸送機 機頭上的鉸接頂梁下部設兩對木托梁加強支護，木梁在移機頭時兩 梁交替前移，平時一梁三柱，移機頭時一梁二柱，以便保證移機頭 時有較大的空間。顯然，這種端頭支護方法比前一種只用托梁的方 法較為安全可靠。缺點是支護和撤除全靠人工作業，工作量較大， 倒換支柱時間長。但此法裝備簡單，操作方便，使用可靠，安全性 能好，對工作面地質變化的適應性強，如遇工作面長度稍有變化， 不會出現擠架或空架現象，仍是一種效果較好、較實用的端頭支護 方法。

結束語

綜上所述，煤礦綜采工作面支護的幾個技術問題，主要就是工作面支

護的選擇，工作面兩巷的超前支護以及特殊工作面頂板的管理措施 等。煤礦綜采工作面支護技術是開采過程中非常重要的技術措施， 實際工作中應認識存在的問題與不足，結合開采需要采取完善對策，

提高支護技術水平。從而預防安全事故發生，促進煤礦綜采工作順 利進行，保障整個煤礦企業的生產效益。

參考文獻

[1] 宮成.關于煤礦綜采工作面支護技術問題的探究[J].城

市建設理論研究（電子版），2013（32）：60-62.