大采高綜采工作面超前支護優化技術研究

王澤睿

【摘 要】 文章針對大采高工作面超前支護存在的問題，通過分析原有單體支護方式的弊端，進行針對性的支護優化，采用了邁步式液壓超前支架進行支護。現場實踐證明：采用邁步式液壓超前支架支護后，頂底板移近量減小了21.1%，兩幫移近量減小了15.5%。工作面開采過程中，員工安全得到了保障，工效得以提高，促進了礦井安全高效生產，為類似工程條件回采工作面進行超前支護提供了借鑒意義。

【關鍵詞】 綜采工作面;超前支護;超前液壓支架;圍巖控制

【中圖分類號】 TD353 【文獻標識碼】 A

【文章編號】 2096-4102（2020）05-0012-02

煤礦開采過程中，綜采工作面超前支護在安全生產工作中起著重要作用。綜采工作面上下順槽超前支護的方式一般以單體液壓支柱為主。單體液壓支柱支護存在支護強度低、工人勞動強度大、支護速度慢等特點，嚴重制約了工作面的高產高效。尤其是大采高綜采工作面礦壓顯現存在著局部、分段和遷移的特點，使這種液壓支柱的缺點逐漸凸顯?；诖耍罅抗こ碳夹g人員從主動支護、被動支護、裝備改造等方面，對回采巷道超前維護技術進行了分析研究。

本文以某礦32101綜采工作面為工程背景進行，對大采高條件下綜采工作面回風巷超前支護技術進行了研究，保證了巷道圍巖穩定性，保障了礦井的安全高效生產。

1工程概況

某礦32101綜采工作面位于32煤一采區，工作面采用三巷布置，兩進一回，即主運巷、輔運巷和回風巷，其中回風巷道尺寸為寬5.4m，高4.6m，采用錨網（索）聯合支護方式。32101綜采工作面設計采高4.8m，走向長度1028.2m，傾向長度245.6m。工作面直接頂板為泥巖，平均厚度2.20m，平均抗壓強度18.3MPa，平均抗拉強度1.30MPa，屬中等穩定頂板。老頂為細粒砂巖，平均厚度8.30m，平均抗壓強度46.6MPa，平均抗拉強度3.29MPa，屬堅硬巖石。直接底板為砂質泥巖，平均厚度3.23m，平均抗壓強度25.1MPa，平均抗拉強度1.30MPa，屬軟弱～中硬巖石。

2超前支護方案優化

2.1超前支護方案優化

針對原有超前支護方案中存在的問題，在保證人員生命安全、提高圍巖控制效果、保證高產高效的前提下，對工作面回風巷超前支護進行了革新，引進了超前液壓支架對巷道進行支護。超前液壓支架可以與巷道頂板始終接觸，避免了頂板進行反復支撐破碎;具有支護面積大、高度大、支護強度合理，能夠有效地避免巷道頂板巖層過早產生離層;在移架的過程人員始終位于支架下方采用鄰架方式進行操作，保障了人員的安全，徹底解決了原有支護條件下存在的所有問題。

結合現場實際情況，經過理論計算和現場實際勘查，在32101工作面回風巷布置4組邁步式液壓超前支架進行超前維護（型號：ZTC10000/18/38），操作方式采用鄰架操作。超前液壓支架支護布置如圖1所示。

2.2安全操作措施

在工作面回采過程中，為了更好地發揮液壓超前支架對工作面回風巷圍巖支護效果，保證安全生產，特制定如下安全措施：

在操作支架前必須先檢查巷道頂幫是否完好，有無活矸、片幫，周圍環境是否安全，有無人員經過，有無設備雜物，確認安全后方可操作。

加強巷道頂板管理。當巷道頂板比較破碎時，在超前液壓支架巷道中間及兩幫進行臨時支護，確認安全后方可進行移架。特別在遇到斷裂構造時必須加強支護。

采煤機割完端頭三角煤，離開端頭20架后方可移架。

操作支架過程中至少兩人配合，一人操作，一人監護，并要求站在支架下方安全區域，移架過程中發現異常及時停止移架。

3支護效果分析

為了進一步驗證超前液壓支架的支護效果，特選取100m巷道進行圍巖觀測，分析其頂底板移近量及兩幫變形量，并與原有單體支護下圍巖變形量進行了對比，具體對比如圖2、圖3所示。

由圖2、圖3可以看出，巷道圍巖變形量隨距工作面距離增加呈現出先增大后減小最終減小到零，原有單體支護下，超前工作面62m后巷道穩定，采用超前液壓支架后，超前工作面50m后巷道穩定。采用超前液壓支架支護后，巷道圍巖變形量明顯減小，原有單體支護頂底板移近量最大為246mm，兩幫移近量最大為187mm，而采用超前液壓支架后，分別降低到194mm和158mm，降幅為21.1%和15.5%，巷道圍巖控制效果明顯更好。

目前32101工作面已經回采完畢，整個回采過程中并未發生安全事故，而且原有單體支護下，工作面平均每天推進距離為9.6m，采用超前液壓支架后，工作面平均每天推進距離為10.1m，員工工效明顯提高。因此采用超前液壓支架對工作面回采巷道進行超前支護，能夠保障礦井安全高效生產。

4結論

通過對大采高工作面原有超前支護問題的分析，針對性地引入了邁步式液壓超前支架對回風巷道進行超前支護優化。

通過現場應用，頂底板移近量減小了21.1%，兩幫移近量減小了15.5%。該支護優化成果可為其他類似工程問題提供借鑒意義。

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