端頭及超前支護支架在邢臺礦25306工作面端頭及兩巷的研究與應用

王普友

冀中能源股份有限公司邢臺礦 河北邢臺 054000

1 工作面概況

25306 工作面屬于25300采區，位于邢臺礦工業廣場西南972米，濱江路南延以東488米，洛陽村西北602米，緊鄰薰衣草莊園，距高壓線塔28米。本工作面所采的5#煤煤層結構復雜，含一層夾矸，厚度為0.1米。工作面西部較厚東部較薄，煤層厚度變化為1.6-2.1米之間，平均煤厚1.83米。老頂為細砂巖，厚度平均1.9m，泥質膠結。直接頂為粉砂巖，平均厚度3.8m，深灰色，結構較細膩，含植物葉化石，鈣質膠結，斷口平整[1]。

2 端頭及超前支護支架

巷道超前支護液壓支架組為兩列式超前液壓支架，采用相互推拉的形式向前邁步，運輸順槽使用端頭液壓支架組和轉載機相互連接，采用支架推轉載機，轉載機拉支架的形式前進。該超前支護支架兩列支架的高度可以獨立調節，支架的頂梁可以萬向調節，保證在復雜的巷道環境下可以使支架的頂梁永遠接頂，從而達到高質量的支護。

端頭支護支架參數：

支架高度：1.5-2.8m支架寬度：2.43-3.03m

支架初撐力：7848kN（P=31.5MPa）支架工作阻力：9600kN（P=38.5MPa）

支架支護強度：0.5MPa對底板比壓：0.78MPa

超前支護支架參數：

支架高度：1.5-2.8m支架寬度：2.43-2.85m

支架初撐力：3208kN（P=31.5MPa）支架工作阻力：4000kN（P=39.3MPa）

支架支護強度：0.38MPa對底板比壓：0.98MPa

3 技術創新點

①實現工作面刮板輸送機、運輸順槽轉載機和巷道超前支護端頭液壓支架組的合理配套，協調推進；②改變傳統的巷道超前支護方式，減少了放頂和改支單體、金屬鉸接梁的工作；③端頭液壓支架組和巷道超前支護液壓支架組采用分體式邁步自移結構，具備自移功能；④巷道超前支護液壓支架組為兩列式超前液壓支架，兩列支架的高度可以獨立調節，支架的頂梁可以萬向調節，保證在復雜的巷道環境下可以使支架的頂梁永遠接頂，從而達到高質量的支護。

4 社會及經濟效益

（1）端頭及超前支護在25306工作面的成功應用，大大提高了機頭安全出口及兩巷超前支護強度，降低了職工勞動強度，與單體配合金屬鉸接梁超前支護相比，每天檢修班可節約兩巷端頭超前支護工6個、生產班每班可節約端頭維護工4個，按“四六制”計算，每天可節約用工18個，每月節約用工540個，25306工作面自初采到結束共計回采約3個月，共計節約用工1620個，每個工按240元計算，共計節約費用38.88萬元。

（2）25306綜采工作面在9月份回采期間，每班4刀煤，每天共計12刀，每刀進尺0.5米，每天回采進尺6米，月回采進尺180米，創造中厚煤層月回采原煤6.3萬噸的優異成績，與兩巷超前支護使用單體鉸接梁比較，月產量提高將近50%。

5 應用過程中的缺點及改進措施

（1）由于工作面機頭使用ZT9600/15/28端頭支護支架，頂梁長度7.36m，機頭跨度大。運輸巷自工作面切眼向外50米左右沿斷層邊布置，該段巷道頂板破碎，工作面正?；夭蓵r每刀煤需要降架前移端頭支護支架，端頭支架反復升降加劇頂板破壞，隨工作面推進運輸巷頂板壓力一直向外傳遞，造成工作面機頭出口頂板維護困難，降架移架過程中頂板碎碴塊垮落，垮落的碎碴塊大量堆積在端頭支護支架與轉載機連接推移千斤頂處，不僅磨損推移千斤頂而且造成端頭支護支架拉移困難[2]。

采取措施：針對運輸巷自切眼向外50米范圍頂板破碎情況，利用檢修班不出煤及時抽調專人架設3m長工字鋼腿加固頂板，工字鋼腿垂直巷道布置在超前支護支架頂梁上，工字鋼腿間距為0.6m一根，人行道側挑單體鉸接梁支撐，由于工作面正規支架第1架超出運輸巷面幫巷道壁0.3米，隨工作面推進，工字鋼腿搭接到工作面第1架支架頂梁上，當降架移端頭支護支架時，架設的工字鋼腿可以很好的維護機頭出口頂板，降低頂板破壞，通過采取該措施，自切眼向外推進20米左右運輸巷頂板得到較好控制，運輸巷頂板壓力傳遞到采空區。為了較好的控制巷道頂板，根據頂板破碎情況，在兩巷提前加密錨索加固頂板。通過采取以上措施頂板得到控制，實現了安全正?；夭?。

（2）由于巷道掘進過程中，部分地段頂板巖石掉落造成巷高超過端頭及兩巷超前支護支架最大支撐高度。部分巷道雖然巷高小于支架最大支撐高度，但是頂板凹凸不平，容易造成超前支護支架倒架，不利于頂板控制[3]。

采取措施：對超高地段提前打錨索托木梁使巷道高度符合端頭及超前支護支架支撐高度，對頂板凹凸不平的地段同樣打錨索托木梁使頂板平順，通過采取打錨索托木梁保證了安全正常回采。

6 結語

通過對25306綜采工作面端頭及超前支護支架的研究與應用，結束了職工扛液壓支柱、金屬鉸接梁的歷史，該支架組的研制成功并應用結束了工作面兩巷放頂工作，減少了工作崗位，降低了成本，降低了職工勞動強度，提高了安全系數和生產效率，同時也為該支架在頂板破碎及巷高超高地段應用提供了寶貴經驗。