大采高工作面超前支架支護技術應用探討

付培冬

（陽泉煤業（集團）有限責任公司 一礦，山西 陽泉 045008）

陽泉煤業（集團）有限責任公司一礦位于山西省陽泉境內，地理位置優越，交通便利；井田走向長14.5 km，傾斜長9.8 km，面積約83.6 km2，屬高瓦斯礦井，井田地質條件比較簡單。根據大采高綜采的適用條件，一礦選擇在15#煤三采區S8310工作面采用大采高綜采技術。

1 工作面概況

S8310工作面地面標高1150.0～1325.0 m，工作面標高613.0～665.0 m。位于一礦南條帶三采區東南部，東部為二采區邊界，南部為西大巷保護煤柱，西部為本采區采區大巷，北部為S8308回采工作面（未掘進）。工作面可推進長度為1023 m，傾斜長度為220 m。工作面工業儲量2007.1 kt，可采儲量1866.6 kt。 15#煤層厚度6.35～6.60 m，平均厚度6.51 m，煤層傾角1°～13°，平均6°，煤層賦存穩定，構造相對簡單。

2 工作面端頭超前支護方案及控頂技術

S8310大采高綜采面端頭、超前支護在原有的錨索網支護形式下工作面上端頭采用3架ZYD12000/22.5/45D端頭架、2架ZYG12000/26/56D過渡架支護，及靠煤柱幫20 m范圍進風巷內支設兩排DW44-300/110X型單體柱，第一排點柱距幫0.5 m支設，單體柱間距為0.8 m，落山隨支架前移而自行垮落；機頭下端頭采用4架ZYD12000/22.5/45D端頭架、2架ZYG12000/26/56D型過渡支架和4架ZCZ10000/26/45超前支護支架實現向工作面普通架過渡支護，超前支護范圍27 m左右，在推移過機頭和過渡架后再移端頭架，實現機頭頂板的及時支護。工作面頂板支護平面見圖1，超前支架主要技術參數如表1所示。

圖1 工作面頂板支護平面

表1 ZCZ10000/26/45型超前支架主要技術參數

2.1 超前支架安裝工藝

（1）先將安裝位置的浮煤、雜物清理干凈。

（2）確定第3組支架的位置，用導鏈將底座拖吊至轉載機機尾處。

（3）用導鏈將立柱吊起，安入底座的立柱窩內，上好連接銷。

（4）再將后頂梁用導鏈吊起，上好立柱與頂梁的連接銷。

（5）將第2組支架底座拖吊至3組底座前方，連接好固定銷。

（6）將立柱吊起安入立柱窩內，上好連接銷。

（7）用導鏈將中頂梁吊起，上好立柱與頂梁的連接銷和中頂梁與后頂梁的連接銷。

（8）將第1組支架的底座吊起，上好與第2組底座的連接銷。用導鏈將立柱吊起，安入立柱窩內，上好連接銷。

（9）將前頂梁吊起，上好與立柱的連接銷和與中頂梁的連接銷。

（10）將前連桿吊起，上好與前頂梁的連接銷和與第1組底座的連接銷。最后將推移裝置吊起，上好與第1組底座的連接銷。

2.2 超前架使用安全注意事項

（1）在操作立柱進行升架和降架的同時，必須操作調整千斤，使支架頂梁盡量保持水平或捎上翹，防止倒架。

（2）及時清除支架前方的浮煤碎矸，以免影響移架；定期清除架內和柱窩內的煤粉、碎矸。

（3）當巷道高度減小時，確保立柱仍然有足夠的剩余行程，以防止立柱在頂板和底板之間被壓死。

（4）支架前移時要注意支架防倒防滑。

（5）底板松軟時，可在支架底座下墊木板或道木，防止支架底座陷入底板。

2.3 超前支護方式介紹

結合巷道原有支護情況，巷道沿頂板掘進，采用錨桿+錨索支護形式，巷道狀況良好?；仫L巷超前支護采用ZCZ10000/26/45型超前支架支護。該支架由兩組獨立并排的支撐體配合而成，采用成組獨立方式移架。 每組支架的前進主要靠兩根平行布置的推移千斤來完成，操作人員可以利用兩根千斤推移不同步的特點靈活調整每組支架與兩幫的距離。超前支架在巷道居中布置，支架的推拉油缸行程為1.9 m。超前支架間的推拉油缸應始終保持收縮狀態。當回風巷道壓力大時加支點柱加強支護。

2.4 操作要求

機尾在與超前支架相鄰的端頭支架護幫板必須及時打開，并起到有效支護作用；超前支架間的推拉油缸應始終保持收縮狀態。拉架時首先將第一組超前支架伸前后柱使其達到初撐力要求，再將第二組超前支架降到合適高度（0.2 m）向前拉架；升第二組超前支架達到初撐力要求后，再將第三組超前支架降到合適高度（0.2 m）向前拉架；升第三組超前支架達到初撐力要求，再將第四組超前支架降到合適高度（0.2 m）向前拉架，再升架達到初撐力要求，嚴禁兩組支架同時降下。升、降超前支架時應保持前、后立柱的同步性，且進風端頭支架距離臨近架超前支護點柱支護不得超過0.9 m。

2.5 其它技術要求

由于工作面兩端頭支架距回風巷煤幫有1 m左右的間隙，沿上端頭130#支架和下端頭1#支架的切頂線處支設一排密柱，支設的密柱每米不少于4根，生產班每推移一次機頭或機尾，移一排密柱?；仫L巷采空區頂板冒落不充分時，要沿放頂線內側打帶帽切頂點柱，端頭支護鉸接梁梁尾加扶一棵單體支柱，棚間距0.6～1 m時，切頂線內側加扶一棵單體支柱；棚間距1～1.5 m時，切頂線內側加扶兩棵單體支柱，即棚間距每增加0.5 m則增加一棵單體點柱。支柱必須迎山有力，且初撐力不小于11.5 MPa。

3 超前支架應用分析

一礦首個大采高工作面經過9個月順利回采完畢，工作面頂板管理到位，超前支護取得了預期效果，巷道斷面變形不大，設備配套推進合理，工作面實現了安全高效回采，ZCZ10000/26/45型超前支架支護技術取得了滿意的效果。

1）提高了現場作業環境的安全性。超前支架工作阻力10000 kN，初撐力大9236 kN，極大的提高了頂板的支護穩定，改變原來的單體柱支護方式，頂板的管控范圍明顯擴大，現場的作業環境得到改善，安全性明顯提升。

2）現場配套良好，生產效率提升。超前支架能和端頭支架等配合，適應我礦巷道和生產條件，在維護好頂板的同時，實現了支護和設備的自動遷移，減少了各類工程量，為工作面的快速推進創造了條件。

3）減少工人勞動強度。超前支架支護實現機械化頂板支護，減少了人員靠體力進行支護的勞動量，勞動強度大大降低。

4 結語

ZCZ10000/26/45型超前支架支護技術在我礦首個大采高工作面應用取得了成功，改變了人員支設超前的勞動模式，提高了現場的安全系數，改善了作業環境，降低了勞動強度，也為礦井的高產高效和安全生產提供了必要條件。