采煤工作面沿空巷道无反复支撑超前支护技术

路玉刚

摘要：超前支护技术在采煤工程项目中的沿空巷道内有着非常广泛地应用价值，工作人员在使用该技术来辅助采煤作业时，需要对超前支护结构的结构单元、布置方式、运移方式、首尾摆放等方面内容进行综合考虑，以求最终能够达到最佳的施工效果，为采煤企业创造更高的经济效益。

关键词：采煤工作面；沿空巷道；无反复支撑超前支护技术

一、超前支护技术

（一）基本概述

超前支护技术主要是指工作人员在保障采煤作业开挖稳定性的基础上所采取的一种辅助开挖的施工技术。工作人员在应用该技术时需要借助一些支护结构，目前市场上比较常见的支护结构有左右交替式自移式支护结构和前后顺序式自移支护结构，这两种支架结构中应用比较广泛的是左右交替式支护结构。

（二）优势

与传统的支护结构相比，超前支护结构的应用优势主要体现在以下几点：第一，合理地使用超前支护结构不仅可以有效减少采煤巷道内的围岩结构出现不同程度上的形变现象，同时还可以加强巷道顶板的稳固性，尽可能地避免巷道顶板发生坍塌等安全事故；第二，超前支护结构具有良好的安全性、操作简单，移动效率高，有利于推动该采煤企业向自动化方向进行发展；第三，超前支护结构具有较强的紧凑性，极大地增加了采煤工作面的空间面积，为采煤人员的通行施工创造了较为理想化的空间环境。

（三）劣势

虽然超前支护结构在实际应用中有很多的优势，但是也会存在一些缺陷问题。具体如下：第一，由于超前支护结构的移动是整体移动形式，因此该支护结构每完成一次移动作业，工作人员需要对该支护结构进行降架作业、移架作业、升架作业的循环处理。这种频率较高的反复支撑作业不仅会对巷道顶板造成损害，同时还会在一定程度上缩短支护结构的使用年限。因此工作人员需要对该支护结构的应用模式进行适当地优化，对其进行无反复支撑应用模式的改造，以此来有效地减少反复支撑作业对巷道和支护结构自身所产生的损害；第二，超前支护结构在采煤作业的实际应用中可能会增加巷道顶板所承受的压力，扩大采煤作业的影响范围，因此很容易导致沿空巷道出现不同程度上的形变问题，影响采煤作业的顺利开展。

二、无反复支撑的超前支护技术分析

（一）结构单元

从客观的角度上来看，采煤工程项目的破坏力相对来说较强，因此工作人员在选择支护结构时，需要选择具有较高稳固性能且支撑性能良好的支护结构来完成相应的施工作业，工作人员可以在沿空巷道内设置2-4根立柱来有效地帮助巷道结构分担压力，立柱的数量可以综合考虑采煤作业的施工情况以及巷道所承载的压力值进行确认。通过这种方式可以有效地提高采煤工作面的稳定性，有利于采煤工程施工作业的顺利开展。超前支护中的结构2单元可以根据该支护结构的运移方式进行确定，选择单摆型结构、伸缩杆型结构、连杆型结构中最合适的结构单元进行应用，以求最终能够达到预期理想的支护结构效果。

（二）布置方式

工作人员在对超前支护结构进行布置时，通常会将其设置在沿空巷道内的中心线两侧，并且将其与巷道内的顶板之间预留出一定的空间甬道，具体布置方式如图1所示。在此布置方式下，采煤工作面的运输效率可以得到显著地提高，同时也为采煤工程项目中的物料运输提供了便捷性。

（三）运移方式

超前支护结构在运移过程中通常会采用的运移方式有两种，一种是空中运移，其主要是指工作人员记住单轨运输设备在巷道内安装轨道，轨道安装的具体位置可以结合该采煤工程项目的实际情况进行设置。轨道可以按照在巷道顶板位置，也可以安装在支护单元的支撑梁结构上。由于轨道运输在巷道内所占据的空间位置非常狭小，对超前支护结构的运输效率高，且具有较好的安全性，运输过程中不会受到沿空巷道底部积水问题的困扰。因此该运移方式也得到了很多工作人员的广泛认可和推广。除了空中运移的超前支护结构运移方式之外，工作人员还可以选择地面运移方式。顾名思义，地面运移主要是指工作人员通过合理地使用一些地面运输工具对超前支护设备进行运移，运输工具主要包括铰车、胶轮车、履带车等等。

（四）首尾摆放

无论工作人员选择上述我们所提到的空中运移方式还是地面运移方式，都需要将超前支护结构的尾部转移到巷道的中部位置，同时将位于沿空巷道首部的超前支护结构转移至中心线的两侧。在整个超前支护结构转移的过程中，工作人员需要借助吊装机设备进行辅助作业，将吊装机分别放置于巷道的尾部、中心线两侧，按照特定的转移顺序帮助工作人员来完成对超前支护结构的首尾摆放作业。目前市场上常见的吊装机设备主要是由锚固结构、限位杆、起吊结构、千斤顶等结构共同组成，其中锚固结构与起吊结构可以帮助工作人员合理地控制超前支护结构的移动方向，而限位杆则主要用于对移动方向进行调整，千斤顶则用于增强超前支护结构移动的灵活性，合理地使用吊装机设备可以帮助工作人员高效地完成对沿空巷道内超前支护结构首尾位置的移动和摆放，提高采煤作业的施工效率。

三、应用案例

以山东省某企业的采煤作业项目为例，该项目中采煤工作面的长度约为260m，煤层资源的厚度平均为9.1，最大采高值为4m，沿空巷道的高度为2.7m，宽度为4.6m，在采煤项目中所使用能够的超前住户结构单元为两柱式结构单元，最大高度值为4.5m，最小高度值为2.06m，超前支护结构的总长度为60m，超前支护结构单元以铰车运输方式进行运移。随着该企业合理地将无反复支撑的支护技术应用于沿空巷道中，该沿空巷道内铰梁的形变量相对降低了70%左右，同时也避免了反复支撑对沿空巷道内部结构所产生的负面影响，有利于采煤工程后续施工作业的安全实施。

四、结束语

虽然超前支护技术就目前而言在很多采煤项目中都体现出了其应有的价值特性，但是从技术的层面上来说，该项技术工艺仍然存在着一些技术缺陷问题有待改善。即便如此该技术依然是未来几年煤矿开采领域内非常重要的一项发展趋势，希望该项技术工艺在优化后可以为国内采煤企业的未来成长和进步做出更大的贡献，这也是我们所期望看到的结果。

参考文献：

[1]孙振平.特厚煤层软弱底板沿空巷道超前支护段稳定性研究[D].淮南：安徽理工大学，2015：132-135.

[2]唐永志，徐刚，李万峰等.深部大采高综采面巷道超前支护技术研究[J].中國煤炭，2015，41（12）：164-167.

（作者单位：冀中能源股份有限公司邢东矿）