回采工作面使用超前液壓支架進行超前支護工藝的探索與實踐

張建偉

摘 要：隨著煤礦開采深度的增加及周邊工作面的開采，地質(zhì)變化及礦壓顯現(xiàn)越發(fā)顯著，尤其是大采高工作面，傳統(tǒng)工作面超前支護方式為單體柱加鋼梁，支護強度低，工人體力消耗大，本文從管理方法、技術規(guī)范和具體工施工方案等方面簡要敘述了超前液壓支護使用的經(jīng)驗，對今后的回采工作有較大的指導意義。

關鍵詞：超前支護；液壓支架；支護強度；大采高

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.024

0 引言

開灤錢家營礦業(yè)公司自1988年12月投產(chǎn)以來， 1999年達到設計生產(chǎn)能力，2005年產(chǎn)量達到了560萬噸，產(chǎn)量逐年提升，礦井回采已近28年，隨著采空區(qū)范圍加大及開采深度逐漸向深部延展，回采工作面受周邊采動及地質(zhì)條件變化影響越來越大，一些大采高工作面風運道超前支護困難，人力投入多，勞動強度大。超前液壓支架支護工藝，能夠安全、快速地滿足超前支護需要。為進一步做好總結(jié)，更好地為礦山現(xiàn)代化采煤發(fā)展服務。現(xiàn)以錢礦某回采工作面為例，就超前液壓支架支護管理方法、技術規(guī)范和工藝流程做簡要介紹。

1 工作面概況

該工作面位于井田東翼十采區(qū)7煤層，工作面同煤層傾斜上方工作面已采畢。上覆5煤層工作面已采畢。該工作面掘進揭露數(shù)十條斷層，落差0.1～5.0m，受斷層影響，煤層頂板破碎易冒落，同時工作面煤層厚度變化較大。該工作面走向長度1050米，傾斜長度190.5米。

2 工藝簡介

（1）傳統(tǒng)工藝介紹。在傳統(tǒng)工藝中，采用人力打超前的方式，錨桿巷道要求超前60米加強支護，用單體柱鋼梁托板，托板沿走向分兩趟布置。隨著工作面回采的進行，進入采空區(qū)的托板還要進行回撤，打超前和掏毛窩的過程，工人需要搬運大量單體柱、板梁，勞動強度大，而且人力投入多，由于由于單體柱注液無法精確掌握，造成頂板支護強度不足。

（2）新工藝介紹。超前支護液壓支架是根據(jù)綜采工作面風、運道隨回采推進，將巷道永久支護替換為臨時超前支護的具體條件而設計的一種支架，在新型工藝中，采用超前液壓支架進行支護，該超前支架為兩架成一組使用，兩架之間頂梁間由防倒千斤頂連接，前架頂梁后部與后架頂梁前部通過伸縮梁相連。前架的底座后部與后架的底座前部通過連接頭、移架千斤頂相連，前后架互為依托，達到移架的目的。結(jié)構(gòu)如圖所示：

（3）工藝對比分析。1）傳統(tǒng)工藝施工，受采動影響，煤壁20米范圍內(nèi)壓力大，使用傳統(tǒng)單體柱鋼梁支撐壓力小，頂板支護強度不足。采高變化需要更換合適的單體柱型號，大大增加了工人的勞動強度，而且人力投入大，安全系數(shù)低；2）新施工工藝采用液壓支架超前支護，由于支護強度大，超前支護支架與巷道π型鋼梁或木棚配合使用更安全可靠，通過操作液壓手把可實現(xiàn)自移，大大減輕工人的勞動強度，減少了人力投入、提高回采效率。

3 新施工工藝技術規(guī)范

生產(chǎn)工作安全高效的進行，離不開必要的技術支持，因此首先要制定合理的技術規(guī)范（作業(yè)規(guī)程及安全技術措施），從技術上指導員工安全生產(chǎn)。

（1）設備安裝順序和安裝方法。1）安裝前，在安裝位置提前穩(wěn)好JH-14T絞車，開關上架，電纜吊掛好，信號接好，上好繩，插好繩頭，打好齊全可靠的四壓兩戧安裝好護網(wǎng)；2）運輸線路上的軌道必須提前修好，軌道要求平直，水平接口不大于5mm，左、右錯茬不大于2mm，高低錯茬不大于2mm。巷道自軌道外展600mm高度不低于3m。運輸路線上所有影響運輸?shù)脑O備、雜物提前清理運走，保證運輸?shù)陌踩珪惩ǎ?）安裝地點上方提前使用3.5米鋼梁（一梁4柱以上）打好起吊梁或用水管鎖好3～5架棚子或使用兩根以上的起吊錨桿，保證支護的整體性；4）安裝所使用的設備（剎勾、剁斧、大錘、5T以上平輪、千不拉等）提前準備好。

（2）設備安裝順序和安裝方法。為保證施工環(huán)境安全可靠，超前液壓支架從里向外依次安裝，先安裝下幫的，在安裝上幫的。第一架超前支架安裝好后，利用JH-14T絞車起吊后梁與第一架超前支架頂梁后部連接并安裝后梁千斤頂，起吊伸縮梁與第一架超前支架頂梁前部連接，第二架超前支架安裝好后，安裝第一架超前支架和第二架超前支架之間的伸縮梁和移架千斤頂，第三架超前支架的安裝方法與第二架超前支架的安裝方法一致，第三架超前支架安裝好后，起吊前梁與第三架支架頂梁前部連接并安裝前梁千斤頂。運道上幫超前支架的安裝方法與運道下幫的超前支架安裝方法一致。

（3）施工方法。支架主要結(jié)構(gòu)件有：頂梁、底座、前連桿、后連桿、掩護梁、前梁、后梁、伸縮梁、移架千斤頂。前架的底座后部與后架的底座前部通過連接頭、移架千斤頂相連，前后架互為依托，達到移架的目的，超前液壓支架為鄰家操作，通過手把控制液壓缸伸出或收回，實現(xiàn)自移和升降。

4 勞動組織

（1）采用該施工方法僅僅需2人協(xié)作施工，規(guī)范現(xiàn)場人員組織配置及規(guī)范人員操作是確保安全高效生產(chǎn)的關鍵；（2）施工前，必須對操作人員進行技術規(guī)范（作業(yè)規(guī)程及安全技術措施）的學習，使施工的人員清楚掌握各環(huán)節(jié)的注意事項。

5 總結(jié)

對于壓力大、采高大而且經(jīng)常變化的工作面，傳統(tǒng)支護工藝存在諸多弊端，因此，采用新型工藝對頂板壓力大，尤其頂板長距離支護困難或受周邊采用影響較大的回采工作面，具有較好的效果，此種施工方法具有較廣的推廣價值。