大采高綜采工作面超前支護優(yōu)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(yōu)化，采用了邁步式液壓超前支架進行支護?，F(xiàn)場實踐證明：采用邁步式液壓超前支架支護后，頂?shù)装逡平繙p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(chǎn)，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(chǎn)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(chǎn)高效。尤其是大采高綜采工作面礦壓顯現(xiàn)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?，大量工程技術人員從主動支護、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(wěn)定性，保障了礦井的安全高效生產(chǎn)。

1工程概況

某礦32101綜采工作面位于32煤一采區(qū)，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(wǎng)（索）聯(lián)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(wěn)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(zhì)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(yōu)化

2.1超前支護方案優(yōu)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(chǎn)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(chǎn)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(xiàn)場實際情況，經(jīng)過理論計算和現(xiàn)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(fā)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(chǎn)，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(huán)境是否安全，有無人員經(jīng)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(jiān)護，并要求站在支架下方安全區(qū)域，移架過程中發(fā)現(xiàn)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?shù)装逡平考皟蓭妥冃瘟?，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(xiàn)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(wěn)定，采用超前液壓支架后，超前工作面50m后巷道穩(wěn)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?shù)装逡平孔畲鬄?46mm，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(jīng)回采完畢，整個回采過程中并未發(fā)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(chǎn)。

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(yōu)化。

通過現(xiàn)場應用，頂?shù)装逡平繙p小了21.1%，兩幫移近量減小了15.5%。該支護優(yōu)化成果可為其他類似工程問題提供借鑒意義。

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