机械化采煤工作面支护技术分析

孔雷 李金龙

摘   要：我国大部分煤矿的综采工作面都应用液压支架的支护方式，可以实现不错的支护效果，具备较强的稳定性，然而，务必具备相应的辅助策略，才可以实现最为显著的支护效果，像是选择支架即是个十分关键的技术性问题。为此，本文主要分析了机械化采煤工作面的一些支护技术，即选择支架、工作面两巷超前支护、顺槽支护、工作面顶板支护。

关键词：机械  采煤工作面  支护技术  液压支架

中图分类号：TD823                                文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2020）02（c）-0017-02

基于科技水平的不断提升，煤矿业已逐步开展机械化采煤。当今大部分的煤矿综采工作面都应用液压支架的支护形式，因为此技術的稳定性较强，因此具备较广的应用范围。然而，当今不少企业缺少对此工作的认知。下面，笔者主要对机械化采煤工作面的支护技术进行分析，旨在全面提高采煤工作质量，促进国内煤矿领域的稳定与健康发展。

1  选择支架

1.1 支架的种类

根据支架特点和结构的不同之处，能够划分液压支架为三种，即掩护式、支撑式、支撑掩护式。根据支架的应用范围不同，也能够划分非常多种的支架，像是一般将缓倾斜中厚煤层液压支架应用于开采30～50m厚度的煤层中。通常在选用支架时应根据实际的地质结构与工作开采现状进行，确保支护区域上应用的支架可以实现实际的工作需要和技术标准。针对具备较强完整性、较大瓦斯量的工作面顶板开采而言，应结合支撑式液压支架加以支撑。然而，针对顶板业已破损的开采工作面而言，能够选择掩护式液压支架。

1.2 支架的规格

在选用支架规格时应立足于开采工作面煤层的厚度，确保最大的支架高度显著高于最大的煤层高度，然而，针对最小的支架高度应在最小煤层高度以上，结合如此的方式增强支架的支护效果，从而保证提升采煤工作面的安全施工。

1.3 支架的支护阻力

在计算液压支架能力时，需要重点分析采煤工作面顶板跟基本顶的差异性等级改变，进而很好地明确工作面要求的支护阻力，应确保液压支架的最大支护能力比采煤工作面要求的支护阻力大。

2  工作面两巷超前支护

2.1 拱形金属支架支护

对于大概4m替棚的超前支护中，应注重金属支柱的配套性支护，以及科学地使用铰接顶梁，通常使其最低高度保持在15m，侧宽度也应在0.8m以上，对于距煤壁大概20m的超前支护中，应在拱形梁下加打单排金属铰接顶梁与单体液压支柱支护，也能够在柱顶和拱形梁建垫木料，再向拱形梁下加打支柱，结合钢丝牢牢固定支柱，避免存在打过等现象而导致支护倒塌。除此之外，还应实施加固措施，像是增加卡缆、加打撑木、对拉杆等，如此一来，才可以确保更加稳定地进行支护。

2.2 梯型木棚平巷支护

梯型木棚平巷支护方式仅仅体现暂时性支护的效果，不可充当永久支护，一般在小压力矿井或浅井中适用。其支护过程是：距煤壁大概10m的范围，在梯形木棚梁下应用双排金属铰接顶梁和单体液压支柱进行支护，在选用支柱时，控制为15～20m的高度范围。如此的支护形式较为简单，适宜短期应用。

2.3 双向铰接顶梁支护

对于以十字顶梁支护演变来的双向铰接顶梁支护而言，因为十字顶梁支护缺少充足的长度，工作面中存在过多的铰点数量和较大侧壁力矩，在焊接位置较易损坏固定支柱的位置。为此，出现了双向铰接顶梁支护技术。如此的支护技术可以很好地完善十字顶梁支护存在的缺陷，从而实现横向铰接应用率的强化。顺着走向和顺着倾向是其应用的两种主要连接方式，其中，在顺着走向进行连接时应关注连续铰接顶梁问题。

3  顺槽支护

在至少为15m2的大型顺槽断面煤矿综合机械化开采时，安装锚杆和锚索缺少强度的优化，在开采顺槽时较易形成变形。为了优化如此的现状，应在支护中应用强度大的组合锚杆，以使预应力的承受能力提升，实现工作面支护稳定性的强化。对于综采工作面而言，组合式锚杆支护具备尤为稳定的效果，可以大大减小顺槽底板与顶板的移进量，以及使两帮移进量和顶板离层量减少，还可以很好地避免顺槽变形现象。另外，因为改进了顺槽底板与顶板移进量，所以可以降低调整、维修顺槽的频率，降低成本支出。在生产实践中，如此的组合式锚杆十分有效，不但强化了支护性能，而且可以降低支出，无论是对于煤矿经济效益的提升，还是保障安全性上，都具备满意的效果。如此的顺槽支护重点涵盖组合式锚杆与锚索、W型钢带、配套附件。一般以BHRB600钢材制作锚杆，其具备十分理想的稳定性和强度，锚杆通常是20mm的直径。锚索的制作是由1×19 的钢丝捻制，其通常是20mm的直径。务必以强度较高的薄钢板制作W型钢带，其大概是250mm的宽度和5mm的厚度。

4  工作面顶板支护

4.1 破碎顶板支护

一般在支护破碎顶板时应选用掩护式液压支架。在具体的工作面施工过程中，还应实施相应的配套措施，即带压擦顶移架和金属网的铺设等，只有如此，才可以实现最为理想的支护成效。其中，金属网的铺设问题显得非常关键，走向梁能够结合金属网的铺设实现煤壁控顶性能的优化，还可以确保支架移动的稳定性，基于金属网掩护影响之下，可以非常顺利地进行移动。

4.2 坚硬顶板支护

对于具备较坚硬的顶板综合机械化采煤工作面当中，面积较大的顶板在形成压力的情况下会在一刹那坍塌，这会严重损坏液压支架。根据如此的现象，需要选用较高吨位的液压支架，也能够对顶板采区高压注水的手段强化支护性能。除此之外，还能够结合深孔爆破技术，强制执行煤矿放顶落煤，避免坚硬顶板的坍塌而形成一些经济损失。

4.3 片帮煤壁支护

如果煤壁出现片帮的情况，那么将严重制约煤矿的顺利生产。鉴于此，务必搞好相应的防范工作。一是应注重采煤工作面生产技术的应用以及管理，实现工作面循环周期的减小和循环作业技术方式、流程的规范，注重管理和控制暴露煤壁的时间。二是科学地选用支架的类别，结合实际的煤矿工作面显著具体进行分析，应选择具备相应防片帮作用的支架设备，从而实现支护性能的提升。在出现片帮现象的情况下，务必迅速实施应急对策，像是事先开展移架工作、强化支护等，避免出现冒顶的情况，以保障煤矿采煤工作面的稳定和安全。

5  结语

综上所述，对于煤矿综合机械化采煤工作面而言，为了实现支护工作效果的提升，确保稳定、安全地生产，要求有关工作者不断探究，根据机械化采煤工作面的实际现状，实施处理对策，注重新设备与新技术的探究，从而实现煤矿开采的安全性，最终大大提升煤矿企业的经济效益。

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