综采工作面端头支护技术实践

白晓生

（山西汾西香源煤业有限责任公司,山西 交城 030500）

综采工作面端头是指工作面与回采巷道的交汇处,端头区域是设备的交接点,设备布置密集,且是行人、运煤、运送物料的咽喉。端头管理和支护的好坏,是决定工作面是否能正常运转、工作面安全程度的关键。端头支护是采煤工作面生产的重要环节,也是现场管理的薄弱环节,工作量大,作业时间长,给工作面端头区域顶板控制带来了较大的困难,制约着综采工作面的高产高效和安全生产。因此,研究综采工作面端头支护技术,对于提高采面的产量和经济效益,改善端头区域的安全状况,具有重大的现实意义。

结合香源煤业1200综采工作面两端头、巷道道变形量大、顶板破碎、端头矿压显现明显等现场情况,探索性地使用迈步对梁代替端头支架对综采工作面端头进行支护,提高工作面回采效率。

1 1200综采工作面端头支护技术

1.1 工作面概况

1200工作面所采煤层为山西组2＃煤层,煤层厚度为0.25m～1.90m,其平均厚度1.49m,是井田较稳定地段,属中灰特低硫焦煤；工作面煤层倾角为1°～8°,平均5°；工作面直接顶为灰黑色细砂岩,厚层状,含石英,钙质胶结,直接底为中砂岩。工作面可采走向长度487.0m,倾斜长度174.8m采用ZY4800/10/24D型、ZYG4800/12/28D 型掩护式液压支架支护顶板,自然垮落法管理采空区顶板,采空区顶板随支架前移自行垮落。

1.2 原工作面端头支护技术

1200综采工作面机头端头采用两架ZTZ16000/19/35型端支架进行支护,工作面机尾端头采用ZT2×3200/18/35液压支架进行超前支护,该支架适用于坚硬、完整顶板的支护。在香源煤业现场实际使用过程中,由于巷道顶板为砂质泥岩,液压支架在移架反复升降过程中,对原巷道顶板完整性及其支护破坏较大,造成了端头三角区域顶板破碎严重、矿压显现明显、局部地段漏顶严重及影响通风,最终造成支架拉移困难,支架部件损坏频繁,使得整体作业时间延长,工作强度与工作量增大。1200综采工作面巷道支护参数表见表1。

表1 1200综采工作面巷道支护参数表

1.3 迈步对梁端头支护技术（见第125页图1）

针对上述端头支护存在的问题,结合1200综采工作面巷道顶板岩性及端头矿压显现明显等现场情况,探索性地使用迈步对梁对端头进行支护。

1.3.1 迈步对梁布置

采用DZ－25或 DZ－28型单体液压支柱配合3.6mπ梁成“一梁三柱”对梁支护,从原巷道落山帮布置第一对梁,距落山帮0.5m。距落山帮1.3m、2.1m分别布置“一梁三柱”对梁支护。对梁中心距为0.2m,探前梁正悬臂为1.8m,倒悬臂为0.2m,滞后梁正悬臂为1.2m,倒悬臂为0.2m。对梁滞后梁从切顶线开始布置第1根支柱（支柱距梁头0.2m）,分别距第1根支柱0.6、2.4m布置一根支柱,探前梁距切顶线0.6m开始布置第1根支柱（支柱距梁头0.2m）,分别距第1根支柱0.8、1.6m布置一根支柱,距探前梁落山侧支柱0.6m支设一根戴帽戗柱,在每对梁中间布置一根带帽戗柱。戗柱与滞后梁末排支柱架成一条直线,并与切顶线成一条直线,戗柱角度根据顶底板法线确定柱头侧倾向于采空区,支柱与底板成75°～80°夹角。

图1 迈步式对梁支护示意图

当工作面刮板输送机的上窜下滑导致端头支护段的横向距离增加或缩短0.8m时,根据现场情况增加或减少对梁支护数量。

1.3.2 迈步对梁使用措施

1）由于工作面采用中部斜切进刀,往返一次推进0.6m,采煤机在中部斜切进刀割通机头后,迈步前移落山帮的2组对梁,步距0.6m,并及时将1－2＃支架向前拉移,机尾端头操作相同。

2）当端头段清理完毕,推移刮板输送机及拉移转载机后,将支架侧2组对梁迈步移动0.6m。

3）由于转载机及刮板输送机电机、减速器影响,支架侧2组对梁需二次前移到位,减少端头顶板悬顶时间。

4）若由于工作面刮板输送机的上窜下滑导致端头支护段的横向距离增加或缩短0.8m时,可根据现场情况增加或减少对梁支护数量。

5）当单体支柱漏液、π梁弯曲损坏时,要及时进行更换；保证支柱初撑力达标,每天对初撑力情况进行抽检。

1.3.3 现场使用效果

1）通过端头迈步对梁的使用实践,使端头段作业的时间由以往40min～60min缩短为30min以内,提高了劳动效率。

2）在支护质量方面,迈步对梁支护既对顶板起到了支护效果,又对顶板整体破坏小,最大程度地确保了顶板完整性,解决了顶板破碎掉矸、漏顶现象,减少了顶板的二次维护,使端头作业人员的安全系数提高。

3）使用迈步对梁以来,端头的高度得到了保证,端头安全出口高度一直控制在1.8m以上,方便了通风与行人。

4）有效地降低了生产成本。以往巷道顶板破碎、漏顶频繁,坑代品使用量大,严重时需注马丽散控制顶板,且支架配件损坏频繁,导致生产费用增加。使用迈步对梁后,顶板整体性保持较好,除正常的坑代品更换外,其余费用几乎为零,节约了生产成本。

2 结论

香源煤业在1200、1204等综采工作面应用迈步对梁端头支护技术的实践证明,此技术缩短了循环作业的时间,大大提高了劳动效率,确保了顶板的完整性,杜绝了破碎顶板掉矸、漏顶的现象,减少了端头的维护量,有效防止了顶板掉矸伤人的现象,避免了顶板维护作业过程中的危险,使端头作业人员的安全系数提高,为香源煤业后续工作面端头支护提供了参考。