煤矿综采工作面支护技术分析

姚　健

（山西煤炭进出口集团煤业管理有限公司，山西　太原　030006）

1　支架的主要组成

近年来，液压支架在矿井综采工程中发挥着十分重要的作用，其主要功能就是支护顶板、维护稳定的施工空间，与此同时还能够达到推移设备的目的，即便是液压支架存在着各种类别，但无论是怎样的类别都具备相同的作用。若按照支架中各部件间的作用进行划分，把支架划分为四个重要组成[1]。

1）承载结构件，例如顶梁、连杆、尾梁、掩护梁等。其主要目的是承受以及传递载荷。

2）液压油缸，他的主要组成部分是立柱和千斤顶。其最为重要的作用是提供产生动力。

3）不同种类的控制元部件。其最为主要的目的就是实现有关操作和控制液压油缸的动作，确保此项工作特性。

4）不同种类的辅助装置。该装置最为主要的目的就是为了实现支架的相关动作和实际功能。液压支架在实际施工过程中最为常见的运动形态有：升架、降架、移架和推移，其基本原理如图1所示。

2　液压支架的主要类别

根据其结构进行划分，支架通常被划分为支撑式、掩护式和混合式这三大类别，其无论是在组成结构上还是在使用条件上都有着不同之处[2]。

2.1　支撑式

支撑式液压支架在此项技术产生和发展过程中扮演着极其重要的角色，其最大特点就是顶梁长立柱数量巨大。此项特点也直接证明了该支架可以有效承受更为强大的垂直压力，与此同时也证明了其在水平压力的承受上略显不足。除此之外，因其支撑力过强，导致对顶板条件有更加苛刻的要求，通常来讲就是要达到稳定、非破碎顶板的支撑目的。

图1　液压支架的工作原理

2.2　掩护式

掩护式液压支架具备十分宽大的掩护梁，能够对采空区展开有效的防护。掩护梁通常情况下被安装在顶梁与底座之间。该结构的支架通常情况下只有少量立柱，能够有效地避免矸石飞入。在承受力问题上，掩护式和支撑式之间刚好相反。与此同时，其还具备十分强大的局部抗压能力，能够为工作面提供高质量的掩护，但其垂直承受力不足，因此顶板来压应当控制在合理范围内。

2.3　混合式

混合式是将上述两种进行充分结合后得出来的。不仅包含了数量众多的立柱，还采用了掩护梁。使其不仅能够在水平方向上提供较大承受力，在垂直方向上也丝毫不逊色。采用该种方案后，工程施工所需的预算将会大大提高[3]。

3　支架选择的考虑因素

在支架选取问题上，最为关键的问题就是顶板的条件，除此以外还包含了破碎程度和垂直与水平压力，通过对三个条件综合考虑最终形成了如下页表1所示的支架型式选择方式。在对支架类型进行选择时，除了要考虑上述问题以外，还应把实际工作中的各项因素考虑进去，在采取措施时可以从下列几个角度去考虑。

1）支架的主要类型。在确定支架类型之前，应先对施工地点的地质构造进行仔细分析与研究。另外，区域的差别也能导致最终所使用支架类型的差异。在实际工作中若发现顶板较为完整，便能够采取支撑式支架；相反，则需要采取掩护式支架。

2）支架的主要规格。在进行规格选择工作时，需要考虑方方面面的问题，不能仅凭某一因素来草率决定。例如，煤矿开采的实际厚度、液压支架的高度等。

表1　液压支架选择方法

3）支架工作的阻力。往往需要对直接顶和基本顶等问题进行仔细分析与研究，通过科学合理的方式来计算出相关的阻力数值，得出有关的类型和来源。并根据权威支架支护能力的方式来反复验算，确保支护工作的万无一失。

4　支护技术分析

4.1　两巷的超前支护技术

当采用机械化进行采煤时，很有可能产生滑坡问题。在此前提下，应在第一时间对两巷进行超前支护，确保整个施工过程的人员安全。

1）拱形金属支架。最先要做到的就是创建替棚。在建立替棚时，其高度通常是需要超过1.5m，长度控制在3～5m这一范围之间，与此同时人员侧行宽度需要超过0.7m。实际的支护范围在小于20m。

2）梯形木棚。梯形木棚最为主要的作用就是支护设备和煤壁间的距离。如果说这一距离小于10m，那么就需要把梯形木棚和双排铰接顶梁以及单体液压支柱等进行综合使用。只有这样才能达到预期支护效果；但若这一距离达到了10～20m这一范围时，就应当考虑将其与单排铰接顶梁以及电体的液压支柱等进行科学使用。

3）双向铰接顶梁。顶梁是严格按照十字顶梁的原型，根据实际的工作需要，通过一定的改造得出。与原型相比，该种顶梁的铰接点数量少，其铰接点不是随意确定，需要经过专业定位才能最终确定。

4.2　顺槽支护技术

在顺槽断面的面积达到了15～18m2这一范围时，锚索和锚杆的强度便不能达到相关工作的标准。当出现此问题时，需要采用强度更高的锚杆来完成相关工作。有效地缩小顺槽顶底板移近量，使得顺槽的变形情况得到明显好转。

5　特殊工作面顶板的管理

1）顶板破碎的管理工作，通常情况下被运用在破碎顶板的支护问题上。除此以外，还应充分考虑实际问题的各个因素，比如说采取铺设金属网的方式来达到对顶板进行破碎管理的目的[5]。

2）煤壁片帮的管理工作。通常情况下会采取支护能力出众、支护及时的设备来完成支护任务；尽可能降低工作周期，避免煤壁被长时间暴露；第一时间开展生产过程的超前支护，比如说在片帮现象发生时，需在拿出行之有效的解决措施，实现对顶板的提前转移。

[1]高红军，许文强.煤矿综采工作面管理措施探讨[J].科技创新与应用，2016（6）：83.

[2]刘智波.试论加强洗煤技术及管理[J].企业导报，2015（23）：214.

[3]张志建.采煤工作面生产的安全管理与技术措施[J].内蒙古煤炭经济，2014（10）：177-178.