综采工作面回采巷道超前支护探究

武文强

(阳泉煤业集团安泽登茂通煤业有限公司，山西 临汾 042509)

0 引言

在进行大采高工作面的掘进工作时，其超前操作主要包含煤炭、材料的转运、设备的转移及操作等。一般生产条件下，在工作面完成相应的支护操作具有一定的难度，会在一定程度上严重影响正常的生产作业过程。基于此，如何采用的有效的技术手段进行巷道的超前支护，特别是回采巷道的超前支护对于整个矿井的安全生产来说具有极其重要的意义[1]。

1 工程概况

目标矿井的生产能力为200万t，目前的主产煤质为优质主焦煤，该煤种的灰分低、含水量低、发热量高等。目前目标矿井的主采工作面为9301工作面，工作面走向长度为2000m，倾向长度为150m，煤层平均厚度为6m，属于大采高综采工作面，煤层的倾角最小为5°，属于缓倾斜煤层。目前，目标矿井的开采深度为750m，现阶段开采煤层的厚度为0.5m，直接顶厚度为5m，岩性属于砂质泥岩，直接底平均厚度为3m，岩性为泥岩。

2 原有超前支护方式

现阶段，我国常用的超前支护方式包含单体液压支柱结合金属铰接梁支护及超前液压支护两种方式。目前，我国矿井的机械化水平明显提升，矿井中使用超前液压支架的比例较高且这种操作方式相对较为便捷，有效降低了生产过程中的劳动力投入，因此，这种技术在矿井中的应用逐渐趋于广泛。在进行巷道超前支护时，需要对于液压支架及巷道的顶底板有一定的要求，需要确保巷道的液压支架能够在对巷道顶底板有效支撑，从而有效避免顶板出现破碎。但当巷道的顶板条件较为复杂时，上述的支护方式适合使用。

目标矿井9301工作面目前采用的回采方式为大采高综采掘进方式，对于回采巷道的支护应当使用超前支护方案，将单体液压支架与铰接梁相互配合，结合工字梁完成相应的支护作业。但需要注意的是，在进行巷道的超前支护时，应当确保支护距离大于20m，同时在目前常用的一般支护的背景下额外添加两根圆木加强支护效果，圆木的长度为3m，每根之间的间距值为0.6m，需要沿着现有的支护中线位置打设三条铰接梁。第一条位于距离巷道较近的位置，整体分布走向为纵向分布；第二条沿转载机外延位置进行安装，走向分布为纵向；第三条位于上部煤帮附近，沿着巷道的中线位置进行工字梁的安装。

3 存在的问题及解决办法

3.1 存在的问题

(1)结合矿井生产实际，综合评价矿井的现场应用效果，结果表明，矿井生产工过程中，随着工作面的不断推进，工作面前部区域会存在一定范围的支承压力较高的区域，需要在两条相互平行的巷道之间进行超前支护，从而避免巷道出现更为严重的变形。经过一段时间的连续监测，由于工作面不断向前推进，对应的空顶面积不断增加，从而导致巷道的超前支护存在较大的安全隐患，需要从多方面加强管理。

(2)需要在工作面的超前支护区域布置工字钢顶梁，且整体的布置沿巷道的中线位置布置，在进行回棚作业时，由于巷道的底板并没有压力的存在，经常会出现底梁向上翘起的情况，对于整个工程的施工质量造成了不同程度的影响。

(3)沿纵向分布的走向棚，需要借助圆木的作用对转载机进行有效支撑，主要支撑部位为转载机的上部区域，但实际生产过程中由于圆木的强度较低，经常会出现被折断的情况，导致施工过程中的安全隐患显著怎增加，支护效果也较不理想，最终对整个矿井的回采作业效率造成不同程度的影响。

3.2 解决方法

(1)对于已经进行超前支护的顶板应当加强其质量监控，尽量缩短支护距离，现场验证后表明，最佳的超前支护距离应当控制在50m以内，这一区间范围内的支护效果相对较为理想。

(2)在进行回采巷道的超前支护时，一般采用工资钢梁与铰接顶梁相配合的支护方式，同时，在安装完成后需要配合两根圆木进行加强支护，圆木的长度为3m，间距设计值为0.6m，沿巷道的中线位置进行相应的布置。三路布置分别在三个位置处，其一，位于靠近巷道的位置处，沿巷道中线纵向布置；其二，沿转载机外援区域进行布置，同时沿巷道中线纵向布置，配合工字钢底梁完成相应的支护任务；其三，靠近上部煤层进行巷道的布置。由于上述支护作业完成后，顶板可能会出现不同程度的脱落，需要借助木板进行后续的压实，随后借助圆木及钢梁完成对应的支护作业。

(3)为了保证后续的支护取得较为理想的效果，以确保整体巷道的稳定性，工字钢的安装应当沿巷道的中线位置进行布置，且保证两根钢梁之间的距离为800mm。

4 应用效果分析

通过对原有的支护方案进行改进后发现，改进后的超前支护效果得到明显提升，对应的巷道顶板下沉速度显著降低，支架端头压力明显减弱，在确保满足矿井支护效果的同时，有效推进了矿井的生产效率。现阶段，对于大采高工作面支护来说，已有现阶段的超前支护变为综合支护。实际生产过程中可以通过改进转载机或输送机的支护以使支护效果更加稳定。

5 结语

本文以某矿井目标工作面为研究对象，分析了现阶段矿井大采高工作面回采巷道支护中存在的主要问题及不足，提出对应的支护优化方案。改进后的支护方案为单体液压支柱+工字钢底梁+钢梁的联合超前支护方式，经现场验证后发现，支护强度明显提升，顶板下沉量及下沉速度明显降低，在满足支护要求的同时有效提升了整个矿井的生产效率，整体效果显著。