回采工作面使用超前液压支架进行超前支护工艺的探索与实践

张建伟

摘 要：随着煤矿开采深度的增加及周边工作面的开采，地质变化及矿压显现越发显著，尤其是大采高工作面，传统工作面超前支护方式为单体柱加钢梁，支护强度低，工人体力消耗大，本文从管理方法、技术规范和具体工施工方案等方面简要叙述了超前液压支护使用的经验，对今后的回采工作有较大的指导意义。

关键词：超前支护；液压支架；支护强度；大采高

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.024

0 引言

开滦钱家营矿业公司自1988年12月投产以来， 1999年达到设计生产能力，2005年产量达到了560万吨，产量逐年提升，矿井回采已近28年，随着采空区范围加大及开采深度逐渐向深部延展，回采工作面受周边采动及地质条件变化影响越来越大，一些大采高工作面风运道超前支护困难，人力投入多，劳动强度大。超前液压支架支护工艺，能够安全、快速地满足超前支护需要。为进一步做好总结，更好地为矿山现代化采煤发展服务。现以钱矿某回采工作面为例，就超前液压支架支护管理方法、技术规范和工艺流程做简要介绍。

1 工作面概况

该工作面位于井田东翼十采区7煤层，工作面同煤层倾斜上方工作面已采毕。上覆5煤层工作面已采毕。该工作面掘进揭露数十条断层，落差0.1～5.0m，受断层影响，煤层顶板破碎易冒落，同时工作面煤层厚度变化较大。该工作面走向长度1050米，倾斜长度190.5米。

2 工艺简介

（1）传统工艺介绍。在传统工艺中，采用人力打超前的方式，锚杆巷道要求超前60米加强支护，用单体柱钢梁托板，托板沿走向分两趟布置。随着工作面回采的进行，进入采空区的托板还要进行回撤，打超前和掏毛窝的过程，工人需要搬运大量单体柱、板梁，劳动强度大，而且人力投入多，由于由于单体柱注液无法精确掌握，造成顶板支护强度不足。

（2）新工艺介绍。超前支护液压支架是根据综采工作面风、运道随回采推进，将巷道永久支护替换为临时超前支护的具体条件而设计的一种支架，在新型工艺中，采用超前液压支架进行支护，该超前支架为两架成一组使用，两架之间顶梁间由防倒千斤顶连接，前架顶梁后部与后架顶梁前部通过伸缩梁相连。前架的底座后部与后架的底座前部通过连接头、移架千斤顶相连，前后架互为依托，达到移架的目的。结构如图所示：

（3）工艺对比分析。1）传统工艺施工，受采动影响，煤壁20米范围内压力大，使用传统单体柱钢梁支撑压力小，顶板支护强度不足。采高变化需要更换合适的单体柱型号，大大增加了工人的劳动强度，而且人力投入大，安全系数低；2）新施工工艺采用液压支架超前支护，由于支护强度大，超前支护支架与巷道π型钢梁或木棚配合使用更安全可靠，通过操作液压手把可实现自移，大大减轻工人的劳动强度，减少了人力投入、提高回采效率。

3 新施工工艺技术规范

生产工作安全高效的进行，离不开必要的技术支持，因此首先要制定合理的技术规范（作业规程及安全技术措施），从技术上指导员工安全生产。

（1）设备安装顺序和安装方法。1）安装前，在安装位置提前稳好JH-14T绞车，开关上架，电缆吊挂好，信号接好，上好绳，插好绳头，打好齐全可靠的四压两戗安装好护网；2）运输线路上的轨道必须提前修好，轨道要求平直，水平接口不大于5mm，左、右错茬不大于2mm，高低错茬不大于2mm。巷道自轨道外展600mm高度不低于3m。运输路线上所有影响运输的设备、杂物提前清理运走，保证运输的安全畅通；3）安装地点上方提前使用3.5米钢梁（一梁4柱以上）打好起吊梁或用水管锁好3～5架棚子或使用两根以上的起吊锚杆，保证支护的整体性；4）安装所使用的设备（刹勾、剁斧、大锤、5T以上平轮、千不拉等）提前准备好。

（2）设备安装顺序和安装方法。为保证施工环境安全可靠，超前液压支架从里向外依次安装，先安装下帮的，在安装上帮的。第一架超前支架安装好后，利用JH-14T絞车起吊后梁与第一架超前支架顶梁后部连接并安装后梁千斤顶，起吊伸缩梁与第一架超前支架顶梁前部连接，第二架超前支架安装好后，安装第一架超前支架和第二架超前支架之间的伸缩梁和移架千斤顶，第三架超前支架的安装方法与第二架超前支架的安装方法一致，第三架超前支架安装好后，起吊前梁与第三架支架顶梁前部连接并安装前梁千斤顶。运道上帮超前支架的安装方法与运道下帮的超前支架安装方法一致。

（3）施工方法。支架主要结构件有：顶梁、底座、前连杆、后连杆、掩护梁、前梁、后梁、伸缩梁、移架千斤顶。前架的底座后部与后架的底座前部通过连接头、移架千斤顶相连，前后架互为依托，达到移架的目的，超前液压支架为邻家操作，通过手把控制液压缸伸出或收回，实现自移和升降。

4 劳动组织

（1）采用该施工方法仅仅需2人协作施工，规范现场人员组织配置及规范人员操作是确保安全高效生产的关键；（2）施工前，必须对操作人员进行技术规范（作业规程及安全技术措施）的学习，使施工的人员清楚掌握各环节的注意事项。

5 总结

对于压力大、采高大而且经常变化的工作面，传统支护工艺存在诸多弊端，因此，采用新型工艺对顶板压力大，尤其顶板长距离支护困难或受周边采用影响较大的回采工作面，具有较好的效果，此种施工方法具有较广的推广价值。