浅谈端头及顺槽超前支架支护技术应用

浅谈端头及顺槽超前支架支护技术应用

摘要:随着我国目前综采技术的不断完善和提高,综采工作面端头支架的使用显得尤为重要,改善工作面端头的支护状况,实现综采工作面端头作业的机械化和自动化,是提高综采工作面安全、高产和高效的重要途径。本文对端头及顺槽超前支架支护技术应用进行了分析和总结。

关键词:综采工作面液压支架支护

煤炭作为我国的主要能源,在国民经济建设中具有重要的战略地位。在我国煤炭总储量中,有73.2％的储量埋深在600 m以下,随着煤炭资源的不断开发,越来越多的矿井进入深部开采。随着煤矿开采深度的增加,如何解决深部松软破碎围岩巷道的支护问题,是目前深部煤炭资源开采中的一项技术难题。端头管理和支护的好坏,是决定工作面能否正常运转和评价工作面安全程度的关键。随着综采工作面不断向前推进,超前压力的前移,需要在工作面出口超前加强支护。综采工作面要根据采面的地质条件、煤层倾角和厚度等综合因素来考虑,选取合适的端头及顺槽超前支架支护,为提高安全性和可靠性创造有利条件。

1 液压支架支护技术实现了端头及顺槽超前支护机械化

传统的工作面端头及顺槽超前的单体支柱支护方法与现代化的综采、综放装备不相匹配,成为综采、综放工作面实现高产高效的主

要障碍,原端头及两顺槽超前区的支护是被动的、落后的,具有明显的劳动强度高、机械化程度低的不足。根据综采、综放工作面端头及两顺槽超前支护的要求,液压支架能够超前煤壁近60 m进行强力支护,适应大功率、大运量、高可靠性的综放工作面沿空侧端头支护及轨道顺槽的超前支护要求。轨道顺槽端头支架与综采工作面最后一架过渡架相邻,转载机布置在端头支架中间,前、后输送机机尾分别布置在轨道顺槽端头第一架侧面。

综采、综放工作面端头及两顺槽超前液压支架支护技术提高了工作面端头及两顺槽超前支护的机械化水平,具体体现在:(1)综采、综放工作面端头及两顺槽超前液压支架为整套支架,由端尾支架、端头支架、超前支架和锚固支架组成。(2)支架支护总长度达65.5 m,超前工作面煤壁支护58.8 m,覆盖了煤壁前方应力高峰区,彻底取代了传统的工作面端头及顺槽超前的单体支柱、密集支护方式,完全实现了机械化。(3)输送机尾端头支架的顶梁左右对称,前梁可以互换、不用时可以拆除,增强了对端尾三角区域内顶板的适应性。(4)支架可与多种大功率综放设备配套使用,机械化程度相互匹配、整体水平提高。

2 液压支架支护技术提高了端头及顺槽超前支护效率

我国综采、综放工作面端头劳动消耗至少在30％以上,有的达到40％,工人从事着笨重的体力劳动,工作面推进速度较缓慢。综采、综放工作面端头及两顺槽超前液压支架支护技术提高了工作面端头及两顺槽超前支护的工作效率,具体表现在:(1)综采、综放工作面端头及

顺槽超前单体支柱支护时的工作效率低,用工多、不安全,耗时长,需要停机作业而影响工作面正常的安全高效生产。现场使用端头及顺槽超前液压支架支护后,其操作灵活简单、自动化程度高,与工作面其他设备能有效配合,煤机端部进刀等待时间为0,每班端头维护人员只需1人,支护效率显著提高。(2)创新性设计的端头支架自移牵引锚固支架可以实现迈步自移,效率高。(3)支架前移步距达1.7 m,能够保证综放工作面连续推进两刀后只需前移一次支架,提高了移架效率,同时避免了综放工作面前后输送机上窜下滑对端头支架的不利影响。(4)支架的使用使综采工作面端头支护工作量大为减少、支护时间缩短一半以上,既减轻了工人的劳动强度,又节省了大量人工、提高了作业效率。

3 液压支架支护技术保障了端头及顺槽超前支护的安全

工作面上、下端头出口处是综采、综放工作面劳动强度大、危险系数高和事故频发的位置,差的安全状况和工作环境导致生产率低下、工作面单产降低。虽然提高设备开机率、加快推进速度、提高工人的工作效率等是提高单产的有效途径,但因工作面端头及两顺槽超前区单体支柱支护的相对落后而难以实现。在煤机端头进刀、推移刮板输送机、移架的过程中,工作面轨道顺槽出口的顶板支护工作非常繁琐,增大了回料工作的危险性,综采、综放工作面的端头人身伤亡事故占其总事故的53%,安全形势严峻。单体支柱支护强度较低,稳定性较差,不能适应应力状态复杂、巷道变形严重等支护难度大的条件,导致端头及两顺槽超前区的支护作业不安全、事故率高。

综采、综放工作面端头及两顺槽超前液压支架支护技术保证了综采、综放工作面端头及两顺槽超前支护的安全,具体表现在:(1)改善综采、综放工作面端头的支护状况,实现工作面端头及两顺槽超前区支护作业的机械化、自动化,是提高综采、综放工作面安全程度的重要途径,与目前使用的单体支柱为主的支护方式相比较,使用端头及两顺槽超前液压支架进行支护具有更高的安全性和可靠性。(2)设计液压支架具有较高的支护强度,能够有效控制顶板下沉,保证巷道出口高度。(3)液压支架的架间可保证1.65 m的行人、运输设备的安全空间。

(4)支架前移步距达1.7 m,能够保证综放工作面连续推进两刀而只需前移一次支架,减少了对巷道顶板的反复支撑次数,即保证了顶板的相对完整性和稳定性,从而更好的适应了顺槽锚网索支护方式,更加安全。(5)支架结构设计充分考虑了其与前、后部输送机机尾、排头支架和采煤机之问的空间关系,可以保证工作面的正常推进步距、工人作业空间、通风断面和行人及物料的运送通道等。(6)支架的使用有效地减少了工作面沿空轨道顺槽的断面收缩率,能够维持较大的安全作业空间。(7)端头及超前支护液压支架切顶能力强、护帮效果好,超前支架八柱结构形式采用四连杆与单摆杆相结合结构形式,控制升、降、移架过程中支架的水平移动,提高了支架的稳定性和抗侧压能力。

(8)彻底摈弃了顺槽的单体支柱、密集支护形式,为职工的现场工作提供了可靠的安全保障。(9)支架选型先进、运动关系协调、安全性能好,能保证设备的安全可靠运行,对提高煤炭产量和回收率、保护环境和职工的健康均有很好的促进作用。

4 端头及顺槽超前液压支架支护技术在应用中应注意的问题

拉移千斤顶位置较低,拉移联结头活动余量小,在工作面端头巷口处底板起伏较大的条件下,千斤顶易受底板影响而损坏,建议在松软底板条件下使用支架时提高拉移千斤顶基座的设计位置。在综采、综放工作面端头及两顺槽超前液压支架的检修过程中,如何更好地解决与运输之间的相互影响,是有待于进一步探讨的问题。

参考文献

[1] 张沛顶.综采放顶煤工作面端头支护技术应用研究[J].采矿技术,2010(4).

[2] 叶文华.综采工作面顺槽超前支护液压支架在补连塔煤矿的应用[J].陕西煤炭,2006(2).