綜采工作面端頭支護技術實踐

白曉生

（山西汾西香源煤業有限責任公司,山西 交城 030500）

綜采工作面端頭是指工作面與回采巷道的交匯處,端頭區域是設備的交接點,設備布置密集,且是行人、運煤、運送物料的咽喉。端頭管理和支護的好壞,是決定工作面是否能正常運轉、工作面安全程度的關鍵。端頭支護是采煤工作面生產的重要環節,也是現場管理的薄弱環節,工作量大,作業時間長,給工作面端頭區域頂板控制帶來了較大的困難,制約著綜采工作面的高產高效和安全生產。因此,研究綜采工作面端頭支護技術,對于提高采面的產量和經濟效益,改善端頭區域的安全狀況,具有重大的現實意義。

結合香源煤業1200綜采工作面兩端頭、巷道道變形量大、頂板破碎、端頭礦壓顯現明顯等現場情況,探索性地使用邁步對梁代替端頭支架對綜采工作面端頭進行支護,提高工作面回采效率。

1 1200綜采工作面端頭支護技術

1.1 工作面概況

1200工作面所采煤層為山西組2＃煤層,煤層厚度為0.25m～1.90m,其平均厚度1.49m,是井田較穩定地段,屬中灰特低硫焦煤；工作面煤層傾角為1°～8°,平均5°；工作面直接頂為灰黑色細砂巖,厚層狀,含石英,鈣質膠結,直接底為中砂巖。工作面可采走向長度487.0m,傾斜長度174.8m采用ZY4800/10/24D型、ZYG4800/12/28D 型掩護式液壓支架支護頂板,自然垮落法管理采空區頂板,采空區頂板隨支架前移自行垮落。

1.2 原工作面端頭支護技術

1200綜采工作面機頭端頭采用兩架ZTZ16000/19/35型端支架進行支護,工作面機尾端頭采用ZT2×3200/18/35液壓支架進行超前支護,該支架適用于堅硬、完整頂板的支護。在香源煤業現場實際使用過程中,由于巷道頂板為砂質泥巖,液壓支架在移架反復升降過程中,對原巷道頂板完整性及其支護破壞較大,造成了端頭三角區域頂板破碎嚴重、礦壓顯現明顯、局部地段漏頂嚴重及影響通風,最終造成支架拉移困難,支架部件損壞頻繁,使得整體作業時間延長,工作強度與工作量增大。1200綜采工作面巷道支護參數表見表1。

表1 1200綜采工作面巷道支護參數表

1.3 邁步對梁端頭支護技術（見第125頁圖1）

針對上述端頭支護存在的問題,結合1200綜采工作面巷道頂板巖性及端頭礦壓顯現明顯等現場情況,探索性地使用邁步對梁對端頭進行支護。

1.3.1 邁步對梁布置

采用DZ－25或 DZ－28型單體液壓支柱配合3.6mπ梁成“一梁三柱”對梁支護,從原巷道落山幫布置第一對梁,距落山幫0.5m。距落山幫1.3m、2.1m分別布置“一梁三柱”對梁支護。對梁中心距為0.2m,探前梁正懸臂為1.8m,倒懸臂為0.2m,滯后梁正懸臂為1.2m,倒懸臂為0.2m。對梁滯后梁從切頂線開始布置第1根支柱（支柱距梁頭0.2m）,分別距第1根支柱0.6、2.4m布置一根支柱,探前梁距切頂線0.6m開始布置第1根支柱（支柱距梁頭0.2m）,分別距第1根支柱0.8、1.6m布置一根支柱,距探前梁落山側支柱0.6m支設一根戴帽戧柱,在每對梁中間布置一根帶帽戧柱。戧柱與滯后梁末排支柱架成一條直線,并與切頂線成一條直線,戧柱角度根據頂底板法線確定柱頭側傾向于采空區,支柱與底板成75°～80°夾角。

圖1 邁步式對梁支護示意圖

當工作面刮板輸送機的上竄下滑導致端頭支護段的橫向距離增加或縮短0.8m時,根據現場情況增加或減少對梁支護數量。

1.3.2 邁步對梁使用措施

1）由于工作面采用中部斜切進刀,往返一次推進0.6m,采煤機在中部斜切進刀割通機頭后,邁步前移落山幫的2組對梁,步距0.6m,并及時將1－2＃支架向前拉移,機尾端頭操作相同。

2）當端頭段清理完畢,推移刮板輸送機及拉移轉載機后,將支架側2組對梁邁步移動0.6m。

3）由于轉載機及刮板輸送機電機、減速器影響,支架側2組對梁需二次前移到位,減少端頭頂板懸頂時間。

4）若由于工作面刮板輸送機的上竄下滑導致端頭支護段的橫向距離增加或縮短0.8m時,可根據現場情況增加或減少對梁支護數量。

5）當單體支柱漏液、π梁彎曲損壞時,要及時進行更換；保證支柱初撐力達標,每天對初撐力情況進行抽檢。

1.3.3 現場使用效果

1）通過端頭邁步對梁的使用實踐,使端頭段作業的時間由以往40min～60min縮短為30min以內,提高了勞動效率。

2）在支護質量方面,邁步對梁支護既對頂板起到了支護效果,又對頂板整體破壞小,最大程度地確保了頂板完整性,解決了頂板破碎掉矸、漏頂現象,減少了頂板的二次維護,使端頭作業人員的安全系數提高。

3）使用邁步對梁以來,端頭的高度得到了保證,端頭安全出口高度一直控制在1.8m以上,方便了通風與行人。

4）有效地降低了生產成本。以往巷道頂板破碎、漏頂頻繁,坑代品使用量大,嚴重時需注馬麗散控制頂板,且支架配件損壞頻繁,導致生產費用增加。使用邁步對梁后,頂板整體性保持較好,除正常的坑代品更換外,其余費用幾乎為零,節約了生產成本。

2 結論

香源煤業在1200、1204等綜采工作面應用邁步對梁端頭支護技術的實踐證明,此技術縮短了循環作業的時間,大大提高了勞動效率,確保了頂板的完整性,杜絕了破碎頂板掉矸、漏頂的現象,減少了端頭的維護量,有效防止了頂板掉矸傷人的現象,避免了頂板維護作業過程中的危險,使端頭作業人員的安全系數提高,為香源煤業后續工作面端頭支護提供了參考。