综放工作面缩面过程中上端头支护方法研究

2020-03-05彭建华赵金超

山东煤炭科技 2020年2期

彭建华王勇赵金超

（山东裕隆矿业集团有限公司唐阳煤矿，山东汶上 272508）

1 概况

239综放工作面是唐阳煤矿北二采区的第一个工作面，开采煤层为3层煤。3层煤赋存稳定，厚度平均5.0m，普氏硬度系数f=2～3，倾角5～20°，平均12°，煤层走向为154°～190°，倾向为64°～100°。工作面西北部为DF209断层，落差0～30m。工作面轨顺整体高于皮顺。工作面自切眼推进223m后，工作面逐步缩短，开始减撤支架。此时工作面与轨顺成48°夹角，根据工作面轨顺与工作面的夹角计算，工作面每推进1.6m减撤一架支架，见图1。

2 工作面及轨顺支护

工作面最长时安装液压支架146架，其中ZF4200/16/26型液压支架142架，上下端头支护ZF4600/17/28S型液压支架各2架。

轨道顺槽使用单体液压支柱配合双楔铰接顶梁支设3排超前。当3排超前支设至轨顺转弯处时，超前支护改为单体液压支柱与铰接顶梁配合3.3m长工字钢架棚支护（一梁两柱）。

图1 29工作面平面图

3 上端头支护方案选择

3.1 端头支护方案

根据工作面现场实际情况，施工前，设计了两套方案（如图2）。

图2 239端头支护示意图

（1）工作面减撤支架过程中，上端头利用单体液压支柱配合3.4m大板梁架棚，加强上端头支护及保护后溜尾动力部。

（2）工作面减撤支架过程中，保留上端头一架过渡架，从上端头第二架支架开始回撤，回撤支架空间内使用工字钢支护。

3.2 方案比选

（1）如果采用第一种方案，在施工过程中可以借鉴以往缩面的经验进行施工，但该方案存在的弊端也较大：

① 工作面使用单体液压支柱配合大板梁支护，施工量大，工人体力劳动强度偏大，劳动工效偏低；

② 受上端头顶板压力影响，大板梁易发生弯曲变形，造成材料浪费。

③ 上端头没有过渡支架控制顶板，支护强度偏低，安全性不高。

④ 后溜尾动力部上部顶板空间跨距大，采取单体液压支柱配合大板梁支护势必会造成支护强度可靠性低。

（2）如果采用第二种方案，在施工过程中存在以下优点：

① 减少了单体液压支柱使用数量，同时过渡架可以通过推移千斤顶的伸缩实现自移，缩短了施工时间，减轻工人体力劳动强度。

② 后溜尾大部分位于过渡架尾梁下面，增大了支护面积和强度。

经讨论对比，决定利用第二种方案进行施工。

4 上端头支护

（1）为防止工作面拉移支架后顶煤垮落，影响工作面回撤后溜中部槽，当工作面推进至距撤支架位置8m时，随工作面向前推进从工作面上夹角向溜头方向6个支架范围内，沿倾向连续铺设双层菱形网，工作面每推进0.6m向下多铺一架菱形网。菱形网倾向对接，走向搭接不小于10cm，网边用10#镀锌铁丝隔孔联好，网扣中—中20cm联接（每扣至少拧2～3圈）。联网时新网应放在旧网上面，防止前移支架时拉破金属网。

（2）当工作面推进至距撤支架位置7m时，从上端头第三个支架至溜尾段支架后方打设三角木垛，随工作面向前推进应连续打设木垛，为后溜槽回撤创造充足的空间。

（3）为保证回撤支架空间的支护强度，当工作面推进至距撤支架位置5.5m时，在待撤支架顶梁上方放置一根3.3m长工字钢，工字钢两端分别放在待撤支架相邻的两个支架上。随工作面推进同一支架上两根工字钢间距1.8m上一根，相邻支架上工字钢间距1.6m。

（4）回撤支架前，必须对施工地点5m范围内的所有液压支架及单体液压支柱进行二次注液，确保液压支架（单体液压支柱）初撑力符合规定。

（5）当待撤支架撤出之后，立即在工字钢下使用单体液压支柱打设点柱加强支护。工作面向前推进前，必须将留设的过渡架向工作面支架靠拢，直至两支架间距不大于0.5m为止。

（6）每班必须安排专人对上巷单体液压支柱进行检查，发现单体液压支柱达不到初撑力时，应及时进行二次注液，损坏的单体及时更换。

（7）工作面缩面过程中，因前溜尾组件位于基本架下方，支架无法拉移到位，造成该位置端面距较大，需靠煤壁使用单体配合1.3m（2m）木料（一梁两柱）支护。