采煤工作面沿空巷道無反復支撐超前支護技術

路玉剛

摘要：超前支護技術在采煤工程項目中的沿空巷道內有著非常廣泛地應用價值，工作人員在使用該技術來輔助采煤作業(yè)時，需要對超前支護結構的結構單元、布置方式、運移方式、首尾擺放等方面內容進行綜合考慮，以求最終能夠達到最佳的施工效果，為采煤企業(yè)創(chuàng)造更高的經濟效益。

關鍵詞：采煤工作面；沿空巷道；無反復支撐超前支護技術

一、超前支護技術

（一）基本概述

超前支護技術主要是指工作人員在保障采煤作業(yè)開挖穩(wěn)定性的基礎上所采取的一種輔助開挖的施工技術。工作人員在應用該技術時需要借助一些支護結構，目前市場上比較常見的支護結構有左右交替式自移式支護結構和前后順序式自移支護結構，這兩種支架結構中應用比較廣泛的是左右交替式支護結構。

（二）優(yōu)勢

與傳統(tǒng)的支護結構相比，超前支護結構的應用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點：第一，合理地使用超前支護結構不僅可以有效減少采煤巷道內的圍巖結構出現(xiàn)不同程度上的形變現(xiàn)象，同時還可以加強巷道頂板的穩(wěn)固性，盡可能地避免巷道頂板發(fā)生坍塌等安全事故；第二，超前支護結構具有良好的安全性、操作簡單，移動效率高，有利于推動該采煤企業(yè)向自動化方向進行發(fā)展；第三，超前支護結構具有較強的緊湊性，極大地增加了采煤工作面的空間面積，為采煤人員的通行施工創(chuàng)造了較為理想化的空間環(huán)境。

（三）劣勢

雖然超前支護結構在實際應用中有很多的優(yōu)勢，但是也會存在一些缺陷問題。具體如下：第一，由于超前支護結構的移動是整體移動形式，因此該支護結構每完成一次移動作業(yè)，工作人員需要對該支護結構進行降架作業(yè)、移架作業(yè)、升架作業(yè)的循環(huán)處理。這種頻率較高的反復支撐作業(yè)不僅會對巷道頂板造成損害，同時還會在一定程度上縮短支護結構的使用年限。因此工作人員需要對該支護結構的應用模式進行適當?shù)貎?yōu)化，對其進行無反復支撐應用模式的改造，以此來有效地減少反復支撐作業(yè)對巷道和支護結構自身所產生的損害；第二，超前支護結構在采煤作業(yè)的實際應用中可能會增加巷道頂板所承受的壓力，擴大采煤作業(yè)的影響范圍，因此很容易導致沿空巷道出現(xiàn)不同程度上的形變問題，影響采煤作業(yè)的順利開展。

二、無反復支撐的超前支護技術分析

（一）結構單元

從客觀的角度上來看，采煤工程項目的破壞力相對來說較強，因此工作人員在選擇支護結構時，需要選擇具有較高穩(wěn)固性能且支撐性能良好的支護結構來完成相應的施工作業(yè)，工作人員可以在沿空巷道內設置2-4根立柱來有效地幫助巷道結構分擔壓力，立柱的數(shù)量可以綜合考慮采煤作業(yè)的施工情況以及巷道所承載的壓力值進行確認。通過這種方式可以有效地提高采煤工作面的穩(wěn)定性，有利于采煤工程施工作業(yè)的順利開展。超前支護中的結構2單元可以根據該支護結構的運移方式進行確定，選擇單擺型結構、伸縮桿型結構、連桿型結構中最合適的結構單元進行應用，以求最終能夠達到預期理想的支護結構效果。

（二）布置方式

工作人員在對超前支護結構進行布置時，通常會將其設置在沿空巷道內的中心線兩側，并且將其與巷道內的頂板之間預留出一定的空間甬道，具體布置方式如圖1所示。在此布置方式下，采煤工作面的運輸效率可以得到顯著地提高，同時也為采煤工程項目中的物料運輸提供了便捷性。

（三）運移方式

超前支護結構在運移過程中通常會采用的運移方式有兩種，一種是空中運移，其主要是指工作人員記住單軌運輸設備在巷道內安裝軌道，軌道安裝的具體位置可以結合該采煤工程項目的實際情況進行設置。軌道可以按照在巷道頂板位置，也可以安裝在支護單元的支撐梁結構上。由于軌道運輸在巷道內所占據的空間位置非常狹小，對超前支護結構的運輸效率高，且具有較好的安全性，運輸過程中不會受到沿空巷道底部積水問題的困擾。因此該運移方式也得到了很多工作人員的廣泛認可和推廣。除了空中運移的超前支護結構運移方式之外，工作人員還可以選擇地面運移方式。顧名思義，地面運移主要是指工作人員通過合理地使用一些地面運輸工具對超前支護設備進行運移，運輸工具主要包括鉸車、膠輪車、履帶車等等。

（四）首尾擺放

無論工作人員選擇上述我們所提到的空中運移方式還是地面運移方式，都需要將超前支護結構的尾部轉移到巷道的中部位置，同時將位于沿空巷道首部的超前支護結構轉移至中心線的兩側。在整個超前支護結構轉移的過程中，工作人員需要借助吊裝機設備進行輔助作業(yè)，將吊裝機分別放置于巷道的尾部、中心線兩側，按照特定的轉移順序幫助工作人員來完成對超前支護結構的首尾擺放作業(yè)。目前市場上常見的吊裝機設備主要是由錨固結構、限位桿、起吊結構、千斤頂?shù)冉Y構共同組成，其中錨固結構與起吊結構可以幫助工作人員合理地控制超前支護結構的移動方向，而限位桿則主要用于對移動方向進行調整，千斤頂則用于增強超前支護結構移動的靈活性，合理地使用吊裝機設備可以幫助工作人員高效地完成對沿空巷道內超前支護結構首尾位置的移動和擺放，提高采煤作業(yè)的施工效率。

三、應用案例

以山東省某企業(yè)的采煤作業(yè)項目為例，該項目中采煤工作面的長度約為260m，煤層資源的厚度平均為9.1，最大采高值為4m，沿空巷道的高度為2.7m，寬度為4.6m，在采煤項目中所使用能夠的超前住戶結構單元為兩柱式結構單元，最大高度值為4.5m，最小高度值為2.06m，超前支護結構的總長度為60m，超前支護結構單元以鉸車運輸方式進行運移。隨著該企業(yè)合理地將無反復支撐的支護技術應用于沿空巷道中，該沿空巷道內鉸梁的形變量相對降低了70%左右，同時也避免了反復支撐對沿空巷道內部結構所產生的負面影響，有利于采煤工程后續(xù)施工作業(yè)的安全實施。

四、結束語

雖然超前支護技術就目前而言在很多采煤項目中都體現(xiàn)出了其應有的價值特性，但是從技術的層面上來說，該項技術工藝仍然存在著一些技術缺陷問題有待改善。即便如此該技術依然是未來幾年煤礦開采領域內非常重要的一項發(fā)展趨勢，希望該項技術工藝在優(yōu)化后可以為國內采煤企業(yè)的未來成長和進步做出更大的貢獻，這也是我們所期望看到的結果。

參考文獻：

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[2]唐永志，徐剛，李萬峰等.深部大采高綜采面巷道超前支護技術研究[J].中國煤炭，2015，41（12）：164-167.

（作者單位：冀中能源股份有限公司邢東礦）