煤礦綜采工作面超前及端頭支護支架設計

賈起巖

摘 要：工作面端頭是工作面和準備巷道的連接處，作為必要的行人和各種材料進行運輸的位置，這個端頭必須要將這的支持支護加強。多重力系統(tǒng)疊加在端頭上，由于板破壞理論，比較輕松的就可以形成不小的懸頂面，本文在結合礦井地質條件分析的基礎上，分析了端頭處支護的各種設計，保證開挖面支護強度要求。

關鍵詞：工作面；端頭；支護支架設計

引言 工作面端頭作為準備巷道和工作面的連接部分，工作面所承受的固定支撐壓力以及超前支撐壓力容易疊加到一起，對工作面端頭產生了很大的壓力，應力集中的現象比較容易出現，此處有采煤機和刮板機的機頭以及機尾，不止這些，行人，材料，以及通風都是通過這里。這就造成了大跨度梁，端頭處容易出現無支護空間，這就比較危險。此處的頂板由于之前很多次的重復支護已經支離破碎，脆弱不堪。所以端頭的支護設計就顯得尤為重要。

一、對工作面端頭受力和支撐的壓力分析

由于工作面端頭的特殊性以及作用，對其的受力分析就顯得很重要，這是從本質上就端頭進行分析和設計，受力分析好了之后，才能對其進行設計這下一步，可以說設計的基礎全都建立在這受力分析上，除了對端頭受力進行分析還要對支撐壓力進行分析，由于端頭的重要性，我們要對其進行支護，所以還要分析支撐壓力，以確保端頭萬無一失，支撐壓力的分析也是很重要的，對于支撐壓力的分析不同于端頭壓力，由于這是兩個不同的部分，但又有著聯系，所以要一起分析，兩者相結合，做出最好的設計。

（一）分析工作面端頭的受力

由于工作面端是工作面和準備巷道的連接部分，十分重要，多重支撐壓力影響著端頭，而這端頭在多重支撐壓力的作用下，容易出現三鐘情況，頂板破壞，底板鼓出，兩班變形這些情況。所以對此處的受力分析有以下的三種：1.開挖準備巷道時，重新分布原巖應力，在巷道經過變形，穩(wěn)定之后還有保留的支撐壓力。2.在工作面向前推進的過程中，產生的超前支撐壓力也對端頭造成了影響，加劇了端頭的變形過程。3.工作面端頭處的巖層受到了上半部分的固定支撐壓力的的影響。

（二）對準備巷道的支撐壓力進行分析

支持壓力隧道本身：大部分的工作面開采順序是后退式的，一個表面處理，開挖圍巖的掘進巷道產生了影響，使原巖應力重新分布，導致大變形的應力濃度發(fā)生變化，這主要取決于初始應力，巖石性質，巷道支護支持的形狀，強度和尺寸等等因素。

大多數的煤層的回采巷道和巷道寬度在2～4米。兩組的變形，隧道開挖所引起的應力引起的濃度之所以被觀察到是因為工作的支持面支持的情況下幾乎是最初支持（除了錨網支持），它是必要的，在一個分離層的條件下，復合頂板的條件下，大應力集中有一個大的轉變軌跡，結果就造成了四周的巖體產生了破碎，這是非常不利于端頭的支持。

工作面超前支承壓力是這樣的：當將巷道支承壓力的影響，從剩余的的部分變得近似乎是穩(wěn)定的時候，這個時候就可以了。開采工作面采空區(qū)上部層的重量轉移到了新的支撐點，以形成一個新的和舊的支持帶相結合的部分。工作壓力將形成一個支持（以下簡稱臨時支護壓力的壓力，在這個時候，還支持在壓力下工作的影響。

在一段固定的支持毗鄰的隧道斷面的壓力，斷裂后提供部分的支持，形成一個新的壓力的方向，平行的條帶工作面出現在之前提到的的固定支持支持的壓力，在這種壓力影響下的巷道和工作面下部節(jié)結構的支持是安排在煤礦巷道中的。煤礦中的煤柱大多采用形式就是這個形式。現在通常仍然保留煤柱20到30米，還有5米的小煤柱。在軌道寬度的保護下，沒有從根本上防止煤柱的影響基因固定支架上部的壓力。

二、支護支架的應用和設計

分析完端頭的受力，以及支撐壓力，接下來就要對支護支架進行設計，根據之前我們的對力的分析，結合相關知識，設計出符合條件，要求的支護支架，以達到對實際情況的配合，這個支護支架的設計不僅要求了對實際情況有一定的了解，還要有相應的知識可以分析，之后才可以設計出令人滿意的東西，這一點也十分重要。

（一）支護支架的應用

由于煤礦屬于地下空洞，是一種比較危險的工作環(huán)境，所以做好支護支架是十分重要的，而工作面端頭由于其的重要作用以及特殊性，對其的支護支架就尤為重要，這不僅確保了礦井里人員的的安全，也為生產創(chuàng)造了良好的環(huán)境。支護支架的主要作用是在地下的空洞里支撐四周的壓力，從而形成一個安全的工作空間，在地下建筑中可以說是無處不見，十分重要的，沒有支護支架的地下結構可以說是在玩火，是十分不負責任的問題。所以說支護支架的應用還是十分廣泛的，在生活中也是很常見的，是比較普遍和實用的東西。

（二）支護支架的設計

作為礦井綜采工作面頂板支護管理的薄弱區(qū)域，綜采工作面端頭支護、順槽超前支護綜一直存在著問題，采用了工作面超前及端頭支護支架的設計應用，不僅提高了礦井的現場安全管理、礦井機械化程度，還更是確保了礦井安全生產，提高了礦井工作效率。在此基礎上分析了中國礦業(yè)的開采，礦山和優(yōu)質常規(guī)爆破結束的支持問題，提出基本的設計和使用端頭支護支架設計的思想。這對液壓支架的自移支架頭端擴散加快有了良性的影響。礦業(yè)指出端頭頭工作面自移，最終不僅支持移動自己，還克服巨大的體積和重量大，投資高，巷道變形和缺乏適應性較差等問題，但也只有一個液壓支柱克服鉸接頂棚，抬梁或十字頭端金上限支持的工作量，強度低，惡劣的安全支持等問題，但是實現了快速、安全的完成了在我國的復雜煤層開采條件下，開發(fā)出了高品質的傳統(tǒng)采礦爆破工作面和單一的道具，它是一種投資，快速的影響，操作方便，使用安全、可靠，應用前景廣泛的支持設備端。

（三）設計出的支護支架

煤礦開采時所產生的礦壓顯現是由于采動應力集中所引起的現象。綜采工作面端頭是工作面和上下平巷相連接的地方，工作面端頭它所占的空間相對來說是比較大的，這樣有利于安置與采煤機裝備可以配合使用的設備等。所以，工作面端頭所受到的采動應力也是比較大的，也是顯示強的礦壓的地點，所以為了達到保證安全生產的目的，要加強支護支架。所以在端頭支架的結構、液壓控制系統(tǒng)和主要參數的確定等方面進行研究，就能達到增強支護支架強度的目標，進一步也確定了工作面端頭工作的穩(wěn)定性，確保了煤礦內部的安全生產，不僅提高了生產效率還提高了安全系數，一舉兩得。

結論 通過本文的分析和討論，對工作面超前及端頭的支護支架設計有了更深的理解，這個設計不僅可以進一步保證工人的生命安全，還提高了工作效率，為國家的工業(yè)大計也做出了貢獻，使國家的工業(yè)發(fā)展得到了進步，所以，對其的研究是十分重要的，不僅是為了個人的進步也是為了國家的進步。

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