超前支架在煤礦工作面的應(yīng)用

車永奎

摘 要：近年來，煤礦增產(chǎn)降耗的大力號召受到社會各界人士的關(guān)注，煤礦生產(chǎn)中各類新設(shè)備的引進(jìn)，為煤礦企業(yè)工作人員帶來了福音。本文結(jié)合某煤礦企業(yè)的工作面情況進(jìn)行分析，詳細(xì)闡述了原軌道運(yùn)輸巷超前支護(hù)形式，提出了新型支護(hù)形式的關(guān)鍵點，并總結(jié)了超前支架在煤礦工作面的應(yīng)用效果，以供廣大同行參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：采煤工作面；超前支架；新型支護(hù)

中圖分類號：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

某煤礦北十采區(qū)有一采煤工作面，其走向長1517-1537m，平均長為1527m，傾斜寬為174m。采煤工作面所采煤層層位穩(wěn)定，煤層厚度1.3-3.1m，平均厚度為2.5m。支護(hù)頂板采用118架ZY3800-16/35型液壓支架，并通過全部垮落法對采空區(qū)頂板進(jìn)行控制。

一、原有軌道運(yùn)輸巷超前支護(hù)形式

（一）支護(hù)參數(shù)

采用單體柱與3.4m的Π型梁相結(jié)合的方式在軌道運(yùn)輸巷支護(hù)超前范圍，且單體柱的高度需完全合適，支護(hù)長度大于40m。在架設(shè)Π型梁時應(yīng)當(dāng)將其垂直于巷道中心線，棚距一般為700mm，按照一梁三柱的形式架設(shè)。超前支護(hù)支柱的初撐力一般大于50kN。在鉆機(jī)窩等硐室需進(jìn)行工作面超前架設(shè)時，首先需要采用高度適宜的單體柱與Π型梁結(jié)合進(jìn)行支護(hù)，將三棚均勻架設(shè)。

（二）工序銜接

當(dāng)采煤機(jī)割完一個機(jī)尾之后，采煤機(jī)后退，將輸送機(jī)與采煤機(jī)停機(jī)閉鎖，去掉錨桿與鐵網(wǎng)，將靠近端頭架的2棚調(diào)至靠近工作面的單體柱，然后將采煤機(jī)與輸送機(jī)起動，開始割下一個機(jī)尾。當(dāng)機(jī)尾被割透之后，采煤機(jī)前滾動向后退，直至機(jī)尾15架之處，此時端頭人員即可進(jìn)行機(jī)尾回棚工作。

（三）支護(hù)優(yōu)缺點

超前支架的支撐高度較大，且其適應(yīng)性較強(qiáng)，若頂板或底板出現(xiàn)不平等現(xiàn)象，都可較好適應(yīng)。同時，其可以隨著巷道的變形或相關(guān)壓力等情況的變化隨意增加支護(hù)長度，工序簡單，操作便捷。但其缺點較多，如勞動力較大、危險性較高，并且單體柱的支撐能力有限，在生產(chǎn)過程中容易消耗大量的乳化液，不僅造成材料的浪費，同時也會對地下水造成嚴(yán)重污染。

二、改進(jìn)軌道運(yùn)輸巷超前支護(hù)形式

（一）支護(hù)參數(shù)

超前支護(hù)采用4組8臺ZT2*3200/15/30型支架，其長度為25m，初撐力大于24MPa。

（二）工序銜接

在進(jìn)行割機(jī)尾工作之前，需將機(jī)尾的金屬網(wǎng)、幫錨螺栓去除，然后向機(jī)尾方向割煤。當(dāng)采煤機(jī)達(dá)到116#架，將“左4”尾頂梁伸縮梁收回，待第一個機(jī)尾割完后，再將該梁伸出。采煤機(jī)后退，到達(dá)88#架后，工作面拉架、推刮板機(jī)，采煤機(jī)朝著機(jī)尾方向割三角煤。在第二個機(jī)尾割完之后，按照之前操作方式，工作面拉架、退刮板輸送機(jī)，將超前支護(hù)支架于機(jī)尾拉完后，再拉端頭支架，從而完成一個循環(huán)過程。

（三）支護(hù)優(yōu)缺點

支架支撐強(qiáng)度大，各支架可連接成一個整體，保證了超前支護(hù)支架的完整性，并為工作人員提供了安全的工作空間。支架設(shè)有護(hù)壁板，提高了支架掩護(hù)與防矸性能，保證了頂板的穩(wěn)定性。并且，支架的各個結(jié)構(gòu)與液壓元件之間通過螺栓、銷軸等進(jìn)行連接，拆裝維護(hù)十分方便。采用雙伸縮的大立柱，可大范圍調(diào)整高度，并有效防止支架倒塌。但其缺點為對于巷道不平或變形較大的巷道而言，適應(yīng)性較差，且其支撐力大容易造成頂錨桿的斷裂。同時，操作工序與維修程序較為復(fù)雜，尤其是支護(hù)長度的更換與增加比較困難。

（四）關(guān)鍵點

將超前支架應(yīng)用于軌道運(yùn)輸巷中，應(yīng)當(dāng)重視以下幾個方面的內(nèi)容：①超前支護(hù)支架尾頂梁與端頭支架伸縮梁之間的距離需減小，不得超過0.4m；②底板支架前方若有水溝等障礙，且超過300mm距離時，需采用鋪墊木材等方式進(jìn)行處理才可移架，移架速度要快，且一次到位，并在這一過程中不斷調(diào)整支架，使其與底板垂直；③超前支架應(yīng)垂直于頂?shù)装?，歪斜角度需小?°，確保超前支架于頂梁接頂處的嚴(yán)密，受力狀態(tài)應(yīng)保持良好；④在降柱過程中，需要迅速收回同一組支架的前后立柱，支架脫離頂板的距離一般不超過50mm，可依據(jù)巷道實際情況進(jìn)行具體調(diào)整，最大距離不得超過200mm；⑤在推移超前支架時，必須專門派遣一名工作人員看護(hù)，若其出現(xiàn)歪斜狀況或兩列支架間距超出標(biāo)準(zhǔn)范圍，則需及時進(jìn)行調(diào)整。

三、應(yīng)用效果

將超前支架應(yīng)用到煤礦工作面，避免了工作人員在替換棚時需要登高架棚的情況，減少了砸傷等事故的發(fā)生，從而提高了施工期間的安全系數(shù)與安全管理水平。同時，由于超前支架可通過進(jìn)回液管與液壓泵站形成能量傳輸系統(tǒng)，能循環(huán)利用乳化液，這不僅可大大節(jié)省材料，還能有效減少對地下水造成的污染。經(jīng)過3個月的統(tǒng)計，發(fā)現(xiàn)每天可節(jié)省440元乳化油成本，超前支護(hù)所需工作人員也可減少2人，勞務(wù)性指出則減少240元，全年工作日按照300d計算，則該項勞務(wù)費與乳化油費用可累計節(jié)省20.5萬元。除此之外，超前支架初撐力可達(dá)到24MPa，對軌道運(yùn)輸巷超前段的頂板起到有效支撐，在確保切頂效果的同時，降低了頂板的下沉速度，對礦山壓力起到了有效控制，并減少了頂?shù)装逡平?。并且，由于超前支架的支點在交替前移中依靠支架間的千斤頂作為支撐，工作人員只需要簡單的操作手柄就可有效實現(xiàn)工序銜接，減輕了高強(qiáng)度的勞動。

結(jié)語

綜上所述，超前支架在煤礦工作面的應(yīng)用是一項十分重要且復(fù)雜的工作，其簡化了軌道運(yùn)輸巷超前支護(hù)各項工序，使煤礦工作人員工作總量降低，減輕了工作人員的勞動強(qiáng)度，提高了各項工序的安全性和可靠性，杜絕乳化液的大量浪費，使煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益大幅度提升。我國同為煤炭總量豐富和資源消耗型國家，節(jié)能降耗作為重中之中，理應(yīng)得到各領(lǐng)域、各行業(yè)的重視。超前支架的廣泛應(yīng)用順應(yīng)了社會發(fā)展方向，具有劃時代的重要意義。

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