工作面超前支架研制与应用分析

王绍星

在煤岩体中开掘巷道后，巷道围岩必然出现应力重新分布，巷道两侧改变后的切向应力增高部分称为支承压力［1］。在工作面回采过程中，采空区不断扩大，其上覆岩层的重量向四周的煤岩体深部转移，从而在工作面前方形成超前支承压力，而两侧形成侧向支撑压力。工作面两巷的掘进，也同样使巷道上覆岩层重量转移到两侧煤体上，从而在巷道两侧形成侧向支承压力。工作面前方两巷处于工作面超前支承压力和两巷侧向支承压力的叠加影响区，巷道变形量大、破坏严重，需要采取加强支护和卸压措施以防治巷道过度变形，保证工作面的正常安全回采。

目前，我国综采工作面超前支护的方式主要是在巷道掘进施工的锚索、锚杆、金属网、钢带、钢筋梯等联合支护的基础上，采用单体支柱、U型钢支架、工字钢金属支架、金属顶梁和木顶梁等联合支护的形式。这种支护方式对于一般浅部开采工作面可以满足支护强度的需求，而对于特殊情况开采，如孤岛工作面和深部工作面开采则经常不能满足支护强度的要求。并且当前的传统超前支护方式机械化程度还不高，劳动强度大，支护结构稳定性和安全性一般，不能完全满足国家对煤矿高效安全生产的要求。所以，设计研制具有高强度、高机械化特点，能够控制巷道过度变形和防止围岩冲击的超前液压支架，对于保证煤矿高效安全生产十分重要。

1 超前支架研制的技术要求

煤矿上使用的液压支架按其对顶板的支护方式和结构特点不同，分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三种基本类型。……