综采工作面端头支架与超前支架配套应用探析
2020-08-21阿拉坦嘎达苏
阿拉坦嘎达苏
（同煤集团矿井辅助运输管理处， 山西 大同 037000）
1 工作面概况
同煤集团某正在采集的矿井6132 工作区域通道长度1 575 m，斜坡长度206 m，开采的15 号煤层平均厚度达到6.98 m。采集区域采用后退式综合采煤机进行开采，掘进方向沿着15 号进风巷方向，开采的为高3.7 m、宽5.2 m 的类矩形断面，支撑上顶面的结构为锚杆锚索金属网钢带，矿道两边采用锚杆金属网对两侧进行加固，每个锚杆安装间距均为900 mm。
6132 工作区域的顶板的进风孔和超前段采用了端头支架和超前支架进行保护，采用支架可以大大减少工人的工作量，减少了正规循环时间，充分保障了顶板安全和施工安全[1-3]。
2 进风端头支架与超前支架的布置方式
为了可以在工作区域及时对采集的煤矿进行运输，要求巷道通人等，工作区域加强了支架的强度，进而保障了进风口和超前段通道的安全，工作区域采用的超前支架和进风端口支架可以及时地对超前段和进风口进行保护。
3 端头支架与超前支架设备参数及简介
3.1 ZFT25000/20/38H 型端头支架
对ZFT25000/20/38H 进行分组(两架一组)，采用的结构为转载中置式，安装采用左右对称式独立安装。支架的上端面和下端面又分三段组成(前中后)，并使用销轴对这三部分进行连接，以达到支架和转载机可以进行互动的目的。支架的上端面左右两侧安装有活动护板，内侧安装固定的顶板，以达到增加支护的护顶面积的目的。安装的支架前中后段顶梁安装有1 个千斤顶，防止支架倒塌和调架，支架结构及其技术参数如图1 和表1 所示。
图1 ZFT25000/20/38H 型端头支架结构
表1 ZFT25000/20/38H 型支架主要技术参数情况表
3.2 ZCZ16000/26/45D 型超前支架
对ZCZl6000/26/45D 型超前支架进行分组安装(四架一组)，其结构为中置式结构，两列支架组中安装转载机，可以满足左右工作区域的使用要求。每列支架都是由2 架完全一样的支架组成，采用推移梁与转载机对前后支架进行连接，每个支架的顶梁都安装一个调架千斤顶，防止支架倒塌和调架。支架的技术参数和支架结构如下页图2 和表2 所示。
4 进风端头及超前支护的顶板管理
1）进风巷超前支护。在原有的支架安装基础上，采用ZCZl6000/26/45D 型超前支架对超风前进行保护。安装的支架分为三组，并采用独立并排的方式进行组合；每组的工作方式依靠千斤顶来完成；端头支架与超前支架在工作时必须同步；巷中需安装超前支架；超前支架的推拉油缸应始终保持收缩状态。第一组拉架时将支架推动，使其达到工作要求后再将第二组进行重复操作。两组支架不能同时进行下降操作。
图2 ZCZ16000/26/45DA 型超前支架结构
表2 ZCZl6000/26/45D 型支架主要技术参数情况表
2）工作面进风端头支护。安装的端头（ZFT25000/25/38H）可对支架进行保护。当安装的保护装置与煤帮侧之间的距离大于1 cm 时，可以在煤柱侧安装单体液压支柱和点柱，安装距离分别为0.3 cm 和1 m；安装4 根间距1 m 的支设密柱于端头架尾梁端；安装的端头支架必须压紧在顶板；操作端头架的具体步骤是：当操作端头支架时对支架的左或右架的控制阀进行控制，将中后支架立柱降低，然后通过千斤顶对其进行移动，同时升起支架的前后端面，使其能够达到承重的要求，完成上述动作后，对另一侧的支架重复上述的操作[4-5]。
5 使用端头与超前支架配套分析
5.1 优点
1）采用的端头支架与超前支架组合使用，可以明显改善以前只采用单体支柱支护的缺点，配套使用后明显增加了支护的质量，加大了支护的保护面积，有效减少了顶板长期使用的下降和变形等情况，增大了通道的有效施工面积，有效避免了顶板塌方的事故问题，提高了员工的安全等级。
2）组合使用端头支架和超前支架，不仅可以有效减少了职工的工作强度，而且提高了其工作效率，减少了在井下的时间，而且大大提高了矿井的开采效率，提高了经济效益。
3）组合使用端头支架和超前支架，大大减少了维修和维护工人的工作量。在维护设备时只需维护回风端头就可以，在某种程度上，减少了生产制造成本，提高了维修的效率。
5.2 缺点
1）组合使用端头和超前支架，若安装不完善，支架的顶梁可能对进风顶板造成挤压，造成零件的变形，导致瓦斯聚集，若顶板发生脱落等现象，则可能导致瓦斯浓度过高，进而导致煤矿安全事故。
2）组合使用端头支架和超前支架，相应的转载机的长度也要增加，这样可能会导致转载机超负荷运转，并且磨损更大。
3）进风通道的顶板若过高，则可能导致端头架和超前架不能紧压顶板，初撑力可能不足以撑住支架，若安装的顶板和底板不平，容易导致安装的支架倾斜。
4）工作区域（6132）运转过程中，在出煤过程中，安装在机头壳的电磁阀坑容易受到煤块的撞击，造成损坏。
5.3 使用端头和超前支架经验
若要保持好安装的端头支架和超前支架，保障采煤工作的正常运行，就必须做到以下几点：
1）需要在进风通道的超高段采取以下措施：提前在超高段进行施工，组装并安装锚索，在锚索下方安装横向槽钢，并在其上方连接6 m 以上组合在一起的梁和板木。
2）若掘进的巷道高度不足，则安装的端头支架和超前支架可能拉不出支架，因此必须在安装前进行起底操作。
3）要保护好调架千斤顶，否则会导致端头支架和超前支架倾斜，严重威胁员工的生命安全。
4）若转载机发生压溜事故，则可能是进风走向明显上扬所导致的，因此必须灵活安排工序，保障生产的稳定有序进行。
