超前支架在煤礦工作面的應用

車永奎（開灤集團錢家營礦業分公司，河北 唐山 063301）

超前支架在煤礦工作面的應用

車永奎
（開灤集團錢家營礦業分公司，河北 唐山 063301）

摘 要：近年來，煤礦增產降耗的大力號召受到社會各界人士的關注，煤礦生產中各類新設備的引進，為煤礦企業工作人員帶來了福音。本文結合某煤礦企業的工作面情況進行分析，詳細闡述了原軌道運輸巷超前支護形式，提出了新型支護形式的關鍵點，并總結了超前支架在煤礦工作面的應用效果，以供廣大同行參考與借鑒。

關鍵詞：采煤工作面；超前支架；新型支護

某煤礦北十采區有一采煤工作面，其走向長1517-1537m，平均長為1527m，傾斜寬為174m。采煤工作面所采煤層層位穩定，煤層厚度1.3-3.1m，平均厚度為2.5m。支護頂板采用118架ZY3800-16/35型液壓支架，并通過全部垮落法對采空區頂板進行控制。

一、原有軌道運輸巷超前支護形式

（一）支護參數

采用單體柱與3.4m的Π型梁相結合的方式在軌道運輸巷支護超前范圍，且單體柱的高度需完全合適，支護長度大于40m。在架設Π型梁時應當將其垂直于巷道中心線，棚距一般為700mm，按照一梁三柱的形式架設。超前支護支柱的初撐力一般大于50kN。在鉆機窩等硐室需進行工作面超前架設時，首先需要采用高度適宜的單體柱與Π型梁結合進行支護，將三棚均勻架設。

（二）工序銜接

當采煤機割完一個機尾之后，采煤機后退，將輸送機與采煤機停機閉鎖，去掉錨桿與鐵網，將靠近端頭架的2棚調至靠近工作面的單體柱，然后將采煤機與輸送機起動，開始割下一個機尾。當機尾被割透之后，采煤機前滾動向后退，直至機尾15架之處，此時端頭人員即可進行機尾回棚工作。

（三）支護優缺點

超前支架的支撐高度較大，且其適應性較強，若頂板或底板出現不平等現象，都可較好適應。同時，其可以隨著巷道的變形或相關壓力等情況的變化隨意增加支護長度，工序簡單，操作便捷。但其缺點較多，如勞動力較大、危險性較高，并且單體柱的支撐能力有限，在生產過程中容易消耗大量的乳化液，不僅造成材料的浪費，同時也會對地下水造成嚴重污染。

二、改進軌道運輸巷超前支護形式

（一）支護參數

超前支護采用4組8臺ZT2*3200/15/30型支架，其長度為25m，初撐力大于24MPa。

（二）工序銜接

在進行割機尾工作之前，需將機尾的金屬網、幫錨螺栓去除，然后向機尾方向割煤。當采煤機達到116#架，將“左4”尾頂梁伸縮梁收回，待第一個機尾割完后，再將該梁伸出。采煤機后退，到達88#架后，工作面拉架、推刮板機，采煤機朝著機尾方向割三角煤。在第二個機尾割完之后，按照之前操作方式，工作面拉架、退刮板輸送機，將超前支護支架于機尾拉完后，再拉端頭支架，從而完成一個循環過程。

（三）支護優缺點

支架支撐強度大，各支架可連接成一個整體，保證了超前支護支架的完整性，并為工作人員提供了安全的工作空間。支架設有護壁板，提高了支架掩護與防矸性能，保證了頂板的穩定性。并且，支架的各個結構與液壓元件之間通過螺栓、銷軸等進行連接，拆裝維護十分方便。采用雙伸縮的大立柱，可大范圍調整高度，并有效防止支架倒塌。但其缺點為對于巷道不平或變形較大的巷道而言，適應性較差，且其支撐力大容易造成頂錨桿的斷裂。同時，操作工序與維修程序較為復雜，尤其是支護長度的更換與增加比較困難。

（四）關鍵點

將超前支架應用于軌道運輸巷中，應當重視以下幾個方面的內容：①超前支護支架尾頂梁與端頭支架伸縮梁之間的距離需減小，不得超過0.4m；②底板支架前方若有水溝等障礙，且超過300mm距離時，需采用鋪墊木材等方式進行處理才可移架，移架速度要快，且一次到位，并在這一過程中不斷調整支架，使其與底板垂直；③超前支架應垂直于頂底板，歪斜角度需小于5°，確保超前支架于頂梁接頂處的嚴密，受力狀態應保持良好；④在降柱過程中，需要迅速收回同一組支架的前后立柱，支架脫離頂板的距離一般不超過50mm，可依據巷道實際情況進行具體調整，最大距離不得超過200mm；⑤在推移超前支架時，必須專門派遣一名工作人員看護，若其出現歪斜狀況或兩列支架間距超出標準范圍，則需及時進行調整。

三、應用效果

將超前支架應用到煤礦工作面，避免了工作人員在替換棚時需要登高架棚的情況，減少了砸傷等事故的發生，從而提高了施工期間的安全系數與安全管理水平。同時，由于超前支架可通過進回液管與液壓泵站形成能量傳輸系統，能循環利用乳化液，這不僅可大大節省材料，還能有效減少對地下水造成的污染。經過3個月的統計，發現每天可節省440元乳化油成本，超前支護所需工作人員也可減少2人，勞務性指出則減少240元，全年工作日按照300d計算，則該項勞務費與乳化油費用可累計節省20.5萬元。除此之外，超前支架初撐力可達到24MPa，對軌道運輸巷超前段的頂板起到有效支撐，在確保切頂效果的同時，降低了頂板的下沉速度，對礦山壓力起到了有效控制，并減少了頂底板移近量。并且，由于超前支架的支點在交替前移中依靠支架間的千斤頂作為支撐，工作人員只需要簡單的操作手柄就可有效實現工序銜接，減輕了高強度的勞動。

結語

綜上所述，超前支架在煤礦工作面的應用是一項十分重要且復雜的工作，其簡化了軌道運輸巷超前支護各項工序，使煤礦工作人員工作總量降低，減輕了工作人員的勞動強度，提高了各項工序的安全性和可靠性，杜絕乳化液的大量浪費，使煤礦企業的經濟效益大幅度提升。我國同為煤炭總量豐富和資源消耗型國家，節能降耗作為重中之中，理應得到各領域、各行業的重視。超前支架的廣泛應用順應了社會發展方向，具有劃時代的重要意義。

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