浅析煤矿综采工作面支护几个技术问题

黄荠

摘要：煤矿综采工作面采用的是整体液压支架的支护方法，在施工過程中，采用支护机械化，这可大大的改善工作面的支护情况。 本文主要对煤矿综采工作面支护的几个技术性问题从工作面的支架选择、两条巷道的超前支护以及特殊工作面顶板的管理方 法等方面进行了深入探讨。

关键词：煤矿；综采工作面；支护技术

中图分类号：TD823 文献标识码：A 文章编号：2095-3178（2018）06-0115-01

引言

煤矿综采的工作面的掘进方向是先掘采区上巷然后是采区下巷， 再然后就是掘进切面。但是，由于采区地质情况复杂，构造变化多样，

施工人员的专业素质参差不齐，所需材料的供应情况不同，交通运输不便等多种因素的影响，导致巷道掘进速度缓慢。本文针对这些情况， 从以下几个方面，对煤矿综采工作面支护的技术性问题进行了探讨。

1 综采工作面支护方式

按支护与割煤、移架、推移输送机三个主要工序的配合方式不

同，综采工作面有及时支护方式和滞后支护方式。

1.1及时支护

采煤机割煤后，支架依次或分组随机立即前移支护顶板，输送 机随移架逐段移向煤壁，推移步距等于采煤机截深。这种支护方式， 推移输送机后，在支架底座前端与输送机之间要富裕一个截深的宽 度，工作空间大，有利于行人、运料和通风；但增大了工作面控顶 宽度，不利于控制顶板。为此，有的综采设备，其支架和输送机采 用插底式和半插底式配合方式。

插底式支架在前移时，将底座前段插入输送机机槽下方，推移 输送机后，底座前端与机槽相接，取消了一个截深的宽度，适用于 稳定性差的顶板。但过风断面小，行人运料不便，同时增加了机槽 高度，不利于装煤。为克服插底式装煤困难的缺点，后又研制了半 插底式支架，机槽向煤壁倾斜。

1.2滞后支护。

割煤后输送机首先逐段移向煤壁，支架随输送机前移，二者移

动步距相同。这种配合方式在支架底座前端和机槽之间没有一个截 深富裕量，比较能适应周期压力大及直接顶稳定性好的顶板，但对 直接顶稳定性差的顶板适应性差。在我国使用较少

2 煤矿综采工作面支架的选择

在煤矿开采这一个环节中，合理地选择煤矿综采工作面的支架

至关重要。根据不同的实际情况，选择不同的综采工作面支架也是 很有必要的。一般而言，液压支架支护方式是煤矿综采工作面支架 的首选支架类型。相关人员必须事先了解清楚每一种支架的适应条 件，最后结合实际的开采条件，选择合适的支架类型。选择合适的 支架类型，也是保障综采工作面安全生产的有效措施。

1.1 确定支架的类型

在选择液压支架过程中，首先应根据工作面的开采条件来进行

选择。按照使用范围划分，可将液压支架分为用于薄煤层开采液压支 架、用于厚煤层放顶煤的液压支架、用于缓倾斜中厚煤层的液压支 架、用于开采 32—50m 煤层的液压支架、用于厚煤层分层开采的铺 网液压支架以及用于坚硬顶板条件下的高阻力液压支架等。

对于来压较强、顶板完整且瓦斯含量较大的采煤工作面而言，应该选 择支撑式液压支架；对于来压不明、顶板破碎的采煤工作面而言，应 该选择掩护式液压支架；而对于其他情况而言，应选择支撑掩护式的 液压支架。

1.2 确定液压支架的规格

在一般情况下，主要是根据设计工作面的开采煤层最小和最大厚度 来确定液压支架规格的。液压支架的最小高度不能大于开采煤层的最小厚度，其最大高度不能小于开采煤层的最大厚度。

1.3 确定支架工作的阻力

根据设计工作面是直接顶还是基本顶，以及直接顶和基本顶的分级

情况，来确定采区工作面所需要的支护阻力的类型及来源，并且依据

采区工作面所选用的液压支架的支护能力来进行验算。

2 综采工作面两巷的超前支护

2.1拱形金属支架支护

采区工作面超前 3m-5m 时，应用十字铰接顶梁与金属支柱配套支护方法，支护高度大于 1.5m，行人侧宽度大于 0.7m。距离煤壁 20m 范围内，在拱形梁下设置单排金属铰接项梁和单体液压支柱， 实现超前支护的目的，确保作业面安全可靠。

2.2双向铰接顶梁的超前支护

双向铰接顶梁的支护方式是比较完善的，他是在十字顶梁的基

础上逐渐改善而来的，有效地避免了十字顶梁自身存在的缺点，而 使得其自身的性能更加完善。双向铰接顶梁的使用原理是：将接头盒 侧向连接的耳子焊在金属铰接的顶梁的两侧，这样做的主要目的是 供横向铰接使用。双向铰接顶梁主要分为沿走向方向和沿倾向方向 这两种。

2.3梯形平巷超前支护

根据作业面基本条件合理采用该支护方式，一般在采区工作面

之内，靠近煤壁前 10m 区域应用梯形平巷超前支护，方法为单体液 压支柱支护和双排金属铰链顶梁支架支护。大于 10m 小于 20m 的范 围，采用单体液压支柱支护和单排金属铰链顶梁支架支护。开采过 程中必须严格遵循规范要求，合理设置支护方式，确保支护的高效 和安全。

3 综采工作面的端头支护

上下端头处的暴露面积大，时间长，并且此处设有输送机机头

或机尾，在下出口还搭接有转载机，都要求有较大的空间，该处的 顶板维护效果直接影响着安全生产和设备效能的发挥，为此必须选 择合适的支护方法。端头支护方法，归纳起来有三种：一是用单体 支柱与托梁支护；二是用单体液压支柱与十字铰接顶梁配合支护； 三是用端头液压支架支护。

用单体支柱与托梁的支护方法。巷道用木棚支护，先在木梁下 方沿走向架设三排金属铰接顶梁，一梁一柱，用单体液压支柱支撑， 在工作面前方挑二排，巷道上下帮各一排。在采空区处设有密集支 柱，以便加强支护和挡矸。在端头处和支架前设有三根工字钢托梁， 一端架在液压支架前梁端的托座上，以维护输送机的搭接处。这种 方法基本控制了端头处的顶板，但工作量较大，木板梁不能回收， 坑木消耗大。

用单体液压支柱配十字顶梁的支护方法。上下两巷断面较大， 工作面超前10-20m用其替换平巷内的拱形支护，如果顶板破碎，在 替换支护时，需铺设金属网。十字顶梁前后左右都相互铰接，形成 网状支护系统，整体性好，支柱受力均匀，倒换支柱方便，不易失 稳，在支护期间，没有反复支撑顶板，顶板完整性较好。在输送机 机头上的铰接顶梁下部设两对木托梁加强支护，木梁在移机头时两 梁交替前移，平时一梁三柱，移机头时一梁二柱，以便保证移机头 时有较大的空间。显然，这种端头支护方法比前一种只用托梁的方 法较为安全可靠。缺点是支护和撤除全靠人工作业，工作量较大， 倒换支柱时间长。但此法装备简单，操作方便，使用可靠，安全性 能好，对工作面地质变化的适应性强，如遇工作面长度稍有变化， 不会出现挤架或空架现象，仍是一种效果较好、较实用的端头支护 方法。

结束语

综上所述，煤矿综采工作面支护的几个技术问题，主要就是工作面支

护的选择，工作面两巷的超前支护以及特殊工作面顶板的管理措施 等。煤矿综采工作面支护技术是开采过程中非常重要的技术措施， 实际工作中应认识存在的问题与不足，结合开采需要采取完善对策，

提高支护技术水平。从而预防安全事故发生，促进煤矿综采工作顺 利进行，保障整个煤矿企业的生产效益。

参考文献

[1] 宫成.关于煤矿综采工作面支护技术问题的探究[J].城

市建设理论研究（电子版），2013（32）：60-62.