1、1关于煤矿综采工作面支护技术问题的探究摘要：随着经济的不断发展，人们日常生产生活中对于能源的需求量不断增加。煤炭是我国能源利用的重要组成部分。煤炭开采安全生产工作对于社会、经济的发展十分重要。综采工作面支护技术是降低综采开采安全风险，保证生产顺利进行的重要技术。 应针对具体煤矿综采工作面支护特点,有针对性地选择支护方案,并对支付技术进行不断完善与创新,以确保煤矿综采工作的顺利开展。本文立足于对煤矿综采工作面支护选择的分析，研究了工作面两巷的超前支护、顺槽支护以及特殊工作面顶板的管理措施。 关键词：煤矿；综采工作面；支护技术；安全 中图分类号：X752 文献标识码：A 一、综采工作面支架的选择
2、为了适应煤矿综采工作面的生产要求,需要根据开采条件的不同,选择恰当的液压支架支护方式。液压支架根据其结构特点可以分为掩护式、支撑式、支撑掩护式三种类型。支架的设计都是依据特定的地质条件进行实施的。因此在选择支架时要注意结合煤矿实际的条件。必须根据工作面的顶板条件以及矿井来压的特点,来选择液压支架的类型;必须结合工作面的开采条件,选择恰当的架型和工作方式,以确保综采工作面高效、安全的生产。一般对于液压支架的选择，大致包括了三个重要的步骤，即对支架类型、支架规格、支架工作阻力的确定。支护措施的合理选择2才能够促使支架支护最大效能的发挥。 1、确定支架的类型 在选择液压支架过程中,首先应根据工作面的
3、开采条件来进行选择。按照使用范围划分,可将液压支架分为用于薄煤层开采液压支架、用于厚煤层放顶煤的液压支架、用于缓倾斜中厚煤层的液压支架、用于开采3250m 煤层的液压支架、用于厚煤层分层开采的铺网液压支架以及用于坚硬顶板条件下的高阻力液压支架等。对于普通条件的开采工作面，可对支撑掩护式液压支架进行选择；对于来压较强、顶板完整且瓦斯含量较大的采煤工作面而言,应该选择支撑式液压支架；对于来压不明、顶板破碎的采煤工作面而言,应该选择掩护式液压支架;而对于其他情况而言,应选择支撑掩护式的液压支架。 2 确定液压支架的规格 在一般情况下,工作面开采的煤层厚度在设计上有所不同。确定液压支架的规格时主要是根
4、据设计工作面的开采煤层最小和最大厚度来确定液压支架规格的。液压支架的最小高度不能大于开采煤层的最小厚度,其最大高度不能小于开采煤层的最大厚度。 3、确定支架工作的阻力 根据设计工作面是直接顶还是基本顶,以及直接顶和基本顶的分级情况,来确定采区工作面所需要的支护阻力的类型及来源,其中值得注意的是，工作面所需的支护阻力必须小于液压支架的支护能力。而且要注意依据采区工作面所选用的液压支架的支护能力来进行验算。 二、综采工作面两巷的超前支护 3综采工作面两巷的支承压力规律表明,采区工作面采动所产生的动压力对工作面两边巷道的影响较大。为了减轻采动对巷道的影响作用,确保开采工作面有足够的开采空间,需要在巷
5、道还没有受到动压力影响的前提下,或者在影响较小的情况下,提前对工作面两侧的巷道进行维护。根据煤矿安全规程中的有关规定,综采工作面在所有安全出口与巷道连接处 20m 的范围内,必须设置加强支护的措施,并且在此范围内的巷道高度不得低于 1.5m。在煤矿的实际生产中,巷道的超前支护距离,应该根据采区工作面超前的压力影响范围来确定,在通常情况下,般 2030m 为比较适合,主要有以下几种超前支护方式: 1、梯形平巷的超前支护 煤矿采区工作面,在靠近煤壁前 10m 的范围内,就必须在梯形平巷木棚梁下使用单体液压支柱支护和双排金属铰接顶梁支架支护。在 1020m的范围内,可以使用单体液压支柱支护和单排金属
6、铰接顶梁支架支护。 2、金属拱形平巷的超前支护 在采区工作面中,超前 35m 时,采用十字铰接顶梁与金属支柱配套支护的方法,其支护高度应该大于 1.5m,行人侧宽度应该大于 0.7m。在距煤壁 20m 的范围内,要采用在拱形梁下,加打单排金属铰接项梁和单体液压支柱支护的超前支护方法。也可将中柱加打于拱形梁下，木料垫于拱形梁与柱顶之间，通过钢丝拴牢支柱，以免滑动现象引起倒柱。另外还要对拉杆、加打撑木、增加卡缆等加固措施进行实施，以促使支柱稳定性的进一步增加。 3、双向铰接项粱的超前支护 4双向铰接顶梁是在十字顶梁的基础之上,逐步发展改善而形成的,它不仅克服了十字顶梁的长度短,端头和两巷超前支护时
7、铰点过多的缺点,而且还克服了十字顶梁支柱的支撑位置固定,侧臂力矩大,在焊接部位可能被损坏,运输不便等缺点。双向铰接顶梁应用的原理是直接把接头和侧向连接的耳子焊在金属铰接顶梁的两侧,仅供横向铰接使用。就双向铰接顶梁的连接方式而言,分为沿走向方向和沿倾向方向两种。沿走向方向就是把双向铰接顶梁沿着走向连续铰接,而沿倾向方向就是把双向铰接顶梁沿倾斜方向连续铰接。 三、综采工作面顺槽支护 针对 15-18m2 的顺槽断面的大型煤矿综采工作面而言，锚索与锚杆较为普通，没有足够的强度，使得顺槽严重变形。对于这一问题的处理，可以对高强度、高预应力组合的锚杆支护系统进行选用，对综采工作面顺槽的支护起着一定程度的
8、作用。通过高强度、高预应力组合的锚杆支护系统的使用，在综采工作面顺槽中可以比普通的锚杆支护巷道起到更为有利的作用，其中就、顺槽顶底板移近量、顶板离层量、两帮移近量等方面都能够得到有效的降低，且顺槽的变形程度也会得到明显的改善。而另一方面，由于顺槽两帮收敛量和顶板离层的良好控制，有效的避免了对顺槽的多次维修。通过生产的不断实践，已经对高强度、高预应力组合锚杆支护系统在大断面顺槽支护中的作用进行了验证，其技术的实施是较为可行的，同时能够非常显著的促使经济效益的增长，对支护成本的降低非常有利。而通过还技术的进一步实施，也为综采工作面创造了高效生产的良好条件。对于该系统技术的组成，主要包括了高强度 W
9、5型钢带、强力锚索和锚杆、相关的配套附件。一般选用专用钢材（BHRB600）对强力锚杆杆体进行制作，为左旋无纵筋螺纹钢杆，其杆体直径约为 22mm；而强力锚索的制作材料为 119 根的钢丝捻，形成钢绞线，其直径约为 20mm；选用薄钢板作为高强度 W 型钢带的制作材料，通过多道轧辊，对冷弯、滚压进行连续实施并达到成型，钢带宽度为280mm，厚度为 5mm 左右。 四、特殊工作面顶板的管理措施 1、坚硬顶板的管理措施 在坚硬顶板的条件下使用综合开采的开拓方式,会由于顶板大面积悬空而不垮落下来,在来压时顶板突然大面积瞬间垮落,压损液压支架。所以,必须采取特殊的处理措施,其具体方法就是选择大吨位的支
10、撑掩护式支架或者是支撑式支架,对顶板实施高压注水或者实施深孔爆破强制放顶的办法。 2、 破碎顶板的管理措施 破碎顶板的主要支护方式是掩护式支架支护。需要根据其具体的实际情况,采用带压擦顶移架、架走向梁、挑顺山梁、铺设金属网等管理措施进行支护。其中,管理破碎顶板的一种有效方法就是在支架顶梁上铺金属网。在开采煤层煤壁的前控顶范围内,如果顶板大范围破碎,就应该在金属网上架走向梁,先让走向梁托住破碎的顶板,再让支架在走向梁和金属网的掩护下向前移动,以此来保证支架的顺利前移。 3、易片帮煤壁的管理措施 采空区的煤壁片帮的预防以及管理措施有如下几个:：一是科学地选6择支护支架,要选择那些支护能力强,并且能
11、够立刻支护、有防片帮装置、端面距较小、支护能力强的液压支架；二是在生产过程中,做到及时超前支护,若贴近顶板的煤层已发生片帮,就必须立即采取防护措施,提前转移顶板,避免出现有关的冒顶事故；三是加强生产技术的管理工作,努力缩短工作循环周期,搞好正规作业,减少煤壁的暴露时间；四是对煤体进行恰当的加固,使用楔式木锚杆对煤体进行锚固,减少其对煤壁片帮的危害。参考文献： 1尚彦亭. 关于煤矿综采工作面支护技术问题的探究J. 科协论坛(下半月),2013,07:45-46. 2杨建钢. 煤矿综采工作面支护技术问题探究J. 中国新技术新产品,2012,22:76. 3崔本群. 煤矿综采工作面支护的几个技术问题J. 科技风,2011,11:141.
