綜采放頂煤工作面端頭支護技術(shù)的應用分析

張體蒙 韓飛 石昌玉

摘 要：綜采放頂煤工作面是進行煤礦生產(chǎn)中較為多見的綜采面之一，在這種工作面在生產(chǎn)是需要進行高效支護，以保證煤礦生產(chǎn)的安全性與效率性，本文首先分析了這種采煤工作面采用的端頭支護技術(shù)現(xiàn)狀，并對其端頭支護方案進行了研究。

關(guān)鍵詞：綜采放頂煤工作面；端頭支護技術(shù)；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.10.079

0 引言

在我國進行綜采放頂煤工作面的采煤工作時進行端頭支護通常用到電機與傳動裝置等，需要占用較大的生產(chǎn)空間，因此很多煤礦對于放頂煤的應用非常慎重，而端頭放頂煤更會是支護維護難度加大，基于此我們要對這類綜采工作面的支護技術(shù)進行優(yōu)化研究。

1 對放頂煤進行端頭支護的現(xiàn)狀研究

1.1 排頭支架現(xiàn)狀分析

我們在煤礦中應用的早期排頭支架通常存在一些問題，如支護能力不足、相關(guān)設(shè)備不夠靈活輕便、支護效率低下等，因此采用排頭支架的采煤工作面通常存在放煤效率低的問題，而且放頂煤時還可能會被煤掩埋了機頭，給清理維護增加了難度，也給在井下作業(yè)的工作人員帶來危險，并且其后部的輸送機也會發(fā)生跑鏈事故，支架與機頭等結(jié)構(gòu)難以向前推移，正是因此采用排頭支架技術(shù)會使煤炭資源的開采出現(xiàn)回收率低下、資源浪費嚴重的情況，這也就增加了煤炭生產(chǎn)成本，甚至在一些煤礦中還會因為煤炭資源浪費而造成自燃，給井下安全生產(chǎn)帶來阻礙，而煤礦生產(chǎn)中排頭區(qū)域常常存在一些地質(zhì)條件的復雜因素，其位置上非常重要，因為是進出工作面工人的必經(jīng)之路，如果設(shè)備太過復雜且體量龐大，各種設(shè)備之間還互相穿插連接，配套關(guān)系設(shè)計難以理清的前提下，給工人留出通道空間的難度就加大了，在放頂煤作業(yè)中進行端頭排頭支架技術(shù)的應用其實與早期的中間架技術(shù)有關(guān)，而現(xiàn)有多重影響因素共同作用的結(jié)果就是端頭排頭區(qū)的支護技術(shù)從早期的單體支柱甚至液壓支架技術(shù)不斷發(fā)展到現(xiàn)在，支架技術(shù)應用從單輸送機發(fā)展為雙輸送機，提升了采煤的效率。

1.2 排頭支護現(xiàn)場布置方式分析

在煤礦生產(chǎn)中放頂煤作業(yè)所用的設(shè)備中機頭與機尾都是設(shè)計復雜、體量較大的，但在作業(yè)中工作面中間架在空間上很難再容納，因此采用合適的技術(shù)措施來進行支護就成了技術(shù)需要，通常我們進行排頭支架的現(xiàn)場布置有兩種方式：其一是如果工作面有相應配套的端頭液壓支架那么就可以在中間支架與端頭支架中間進行排頭支架的設(shè)置；其二就是如果放頂煤工作面并沒有設(shè)置相應的端頭液壓支架，那么就可以在三種布置模式中選擇，第一種就是上下巷道分別進行一組排頭支架的布置，而在中間架附近再設(shè)置一組排頭支架，這種模式中排頭支架不要進行放煤作業(yè)，只是進行支撐。第二種是緊挨著巷道的那一側(cè)設(shè)置上兩組支架，第三種則是利用排頭架與邁步梁技術(shù)結(jié)合進行布置。

1.3 過渡支架應用綜合問題分析

在放頂煤作業(yè)中所用的過渡支架往往會設(shè)置在前后兩個輸送機的相應機頭機尾處，輸送機所配套的減速器與電機等則要與支架靠近設(shè)置，在開采中兩個輸送機之間的距離應該保持，因此過渡段所用的過渡支架應該進行結(jié)構(gòu)上的特殊設(shè)計，設(shè)計的考慮思路如下：首先后尾梁的掩護范圍要盡量大這樣才能為后邊的輸送機提供足夠的運行與提供空間，其次為了能夠使輸送機之間的距離保持住，過渡支架底座箱的相應結(jié)構(gòu)也會被縱向縮小，這樣才能保證輸送機間距離的合理性。最后就是由于過渡支架必須具有放煤功能，因此在結(jié)構(gòu)上還要注意，要用單擺桿機構(gòu)，同時將擺桿與底座間的千斤頂撤掉而通過兩排四柱結(jié)構(gòu)布置來使后部空間增大，頂梁通過銷軸和后尾梁連接，這中間設(shè)有一對平衡千斤頂可調(diào)節(jié)控制尾梁的高度和狀態(tài)，確保架的縱向穩(wěn)定性。而在尾梁體內(nèi)設(shè)置伸縮插板，能夠進行放煤的控制。

2 端頭弧形結(jié)構(gòu)模型以及端頭支護方案

在回采工作面不斷推進下，基本頂達到極限跨距而直接頂垮落的時候，會導致斷裂破斷、破壞的巖塊失穩(wěn)回轉(zhuǎn)下沉，這就形成工作面的初次來壓。在回采工作面的推進下，基本頂產(chǎn)生周期性破斷，逐漸形成工作面周期來壓。沿著工作面傾斜方向，工作面頂板在中部可看成砌體梁結(jié)構(gòu)，在工作面的兩端頭部位的破斷線呈現(xiàn)弧形，逐漸形成弧形三角塊結(jié)構(gòu)，弧形三角塊結(jié)構(gòu)也會隨著工作面的推進不斷的破斷失穩(wěn)。在工作面推過后，直接頂隨著垮落或者下沉，最終和基本頂發(fā)生離層，。而基本頂在直接頂發(fā)生離層后，因為側(cè)向支撐壓力的作用在側(cè)向煤體內(nèi)發(fā)生斷裂，并且回轉(zhuǎn)和彎曲下沉。因此，建立如圖所示的端頭弧形三角塊結(jié)構(gòu)模型。這其中回采面巷道位于關(guān)鍵塊B的下方，而巖體A為巷道側(cè)煤體上方的基本頂巖層，巖快B作為本區(qū)段采空區(qū)的弧形三角塊，巖體C作為采空區(qū)的斷裂巖體。在工作面的推進下，B塊巖體會逐漸發(fā)生旋轉(zhuǎn)下沉，位態(tài)和穩(wěn)定性都發(fā)生變化，C塊巖體下方的矸石被壓縮下沉，A塊巖體下方的巖體受采場超前側(cè)向支撐壓力的影響會逐漸發(fā)生變化。

3 結(jié)束語

總之，端頭支護在煤礦生產(chǎn)中應用具有較大的意義，我們要根據(jù)煤礦本身的情況和綜采面的技術(shù)要求進行端頭支護設(shè)計，本文所呈現(xiàn)的端頭支護方案還有進一步改進的空間，希望相關(guān)單位的同仁在工作中根據(jù)煤礦生產(chǎn)需要靈活運用端頭支護的方案。

參考文獻：

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