炮采工作面上端頭懸移支架支護技術(shù)

楊 爍 賈 寧

（淮南礦業(yè)集團 謝一礦，安徽 淮南232052）

工作面上端頭是工作面與回風(fēng)巷交會處，此處控頂面積大，設(shè)備人員集中，是人員、設(shè)備和材料出入工作面的交通口。因此搞好端頭支護極為重要。 端頭支護應(yīng)有足夠支護強度，保證工作面端部出口的安全，能夠保證足夠活動空間、行人、運料、通風(fēng)斷面。本工作面上端頭頂板較穩(wěn)定，根據(jù)工作面支護強度驗算懸移支架支護強度能滿足上端頭的支護要求，為降低職工勞動強度，提高回采效率將上端頭鉸接頂梁支護改為懸移支架支護。

1 4472A1 工作面地質(zhì)概況

4472A1 工作面平均走向長198 米，傾斜長322 米，煤厚1.8 米，煤層傾角24～32 度，平均傾角27 度。 直接頂為5.4 米厚的砂質(zhì)泥巖，老頂為3.0 米厚的細砂巖。 直接底為2.1 米厚的泥巖，局部含細砂巖。

2 上端頭支護方式

2.1 改進前上端頭支護方式

工作面上端頭用HDJA-1000 型普通頂梁配DZ25-30/100 型單體支柱架設(shè)的一梁一柱鉸接走向棚（排距1000mm，柱距500mm），上端頭的老塘側(cè)兩排支架下要架設(shè)雙排一梁一柱鉸接順山挑棚來加強支護，挑棚規(guī)格:排距1000mm，柱距1000mm。 挑棚棚梁與走向棚梁間要墊小方木防止打滑；上端頭最大控頂距為7 米，最小控頂距為5 米（如圖1 所示）。工作面上端頭鉸接頂梁段必須及時回柱放頂，控頂距超過本作業(yè)規(guī)程規(guī)定時禁止采煤。

圖1 上端頭最大、最小控頂距

2.2 改進后上端頭支護方式及支護強度驗算

工作面上端頭使用4 組懸移支架支護（如圖2 所示）。代替鉸接頂梁支護，支架沿走向方向排列布置。 支架間距0.42m，中心距1.1m。 上端頭懸移支架段老塘側(cè)在架尾要打牢抗柱， 最大控頂距調(diào)整為3.66米，最小控頂距調(diào)整為2.66 米（如圖3 所示）。

對上端頭支護強度進行驗算：

1）頂板壓力預(yù)計

Q=M×K×R

式中：Q—預(yù)計頂板壓力(MPa)

M—采高(m)

K—增載系數(shù)，一般取6～8，老頂級別越高K 值越大

R—頂板巖石平均容重2.5(T/m3)

Q= 2.0×7×2.5=35(T/m2) = 0.35MPa

圖2 工作面上端頭剖面圖

圖3 上端頭最大、最小控頂距

2）工作面所選支架主要性能參數(shù)

支架支護高度1.7～2.4m，中心距1.1m，移架步距1.0m，工作阻力1800kN，支撐強度0.62Mpa，支架全長2.66m，前探梁行程1.0m。

3）結(jié)論：所選支架支護強度為0.62MPa＞Q，所以所選的支架強度能滿足本工作面的支護要求。

3 上端頭懸移支架支護措施

1）重點加強上口向下4 米范圍的頂板管理，超前對頂板進行支護，聯(lián)好網(wǎng)、過頂使用4 根塘材棍或2 根（半）圓木，頂板過嚴過實，掉頂處必須用木料接上勁，嚴禁空頂、蒙頂作業(yè)。同時要求在放炮前、后，移架前、后對支架進行二次注液。

2）放炮前，要先將前探梁緊抵煤幫，上口“嘴唇”處必要時，用木料配單體支柱架設(shè)順山棚進行臨時支護。

3）放炮開幫后必須先認真執(zhí)行敲幫問頂制度，遇有煤巖松動和其它不安全因素時，要及時處理，敲幫問頂按下列規(guī)定執(zhí)行：敲幫用鎬或釬子，發(fā)現(xiàn)煤壁有傘檐或松動點，必須立即搗下。問頂時要站在斜上方安全地點，一手持鎬，一手托頂，先輕敲頂板，無脈動時，再重敲，搗掉前，要站在上方，并向上下人員打好招呼，看好后路，用鎬漸漸刨下。在執(zhí)行敲幫問頂并確認無危險后要及時過網(wǎng)掛梁或伸前探梁支護頂板，前探梁僅作短時間的超前掩護，不可長時間支護，頂板壓力大時必須將其收回，防止被損壞，對頂板壓力大、片幫嚴重處，可先在煤幫架設(shè)順山棚進行臨時支護。

4）在執(zhí)行敲幫問頂并確認無危險后要及時伸前探梁支護頂板，前探梁打齊后，采煤主副手進入煤壁側(cè)超前工作面一峒沿順山或者走向聯(lián)設(shè)塑料網(wǎng)，要求聯(lián)設(shè)每200mm 打一扣，聯(lián)設(shè)搭茬不少于100mm。 并且加強對老塘側(cè)聯(lián)網(wǎng)及上風(fēng)巷與工作面接茬處的聯(lián)網(wǎng)質(zhì)量情況進行檢查，必要時要進行補聯(lián)。

5）探梁打齊、網(wǎng)聯(lián)齊，將煤壁和人行道煤出凈（片幫嚴重或底板光滑地點煤壁側(cè)浮煤可移一組出一組），方準移架。移架時操作人員要站在控頂區(qū)域內(nèi)的安全處由下向上進行，要有人負責(zé)觀察頂板及支架情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。

6）移架時如果頂板不平或空頂，必須先用硬料將頂板填實墊平，嚴禁空頂、蒙頂。如果頂板破碎或壓力大可采取帶壓移架，且前探梁不要提前收回，應(yīng)先用卸載手把插入前探梁的卸載閥內(nèi)，在移架時讓其自行收回，以便使前探梁在移架過程中始終抵緊煤壁，防止支架向煤幫傾倒。

7）移架時要注意老塘側(cè)聯(lián)網(wǎng)情況發(fā)現(xiàn)有破網(wǎng)跡象，要停止移架進行補聯(lián)或補網(wǎng)，防止竄矸，補聯(lián)好后方可繼續(xù)移架。

8）移架過程中要保證架間距均勻（中～中1.1m），支架垂直煤幫。要隨時觀察支架行走情況，發(fā)現(xiàn)支架偏移、架間距不勻的要及時進行調(diào)整，支架移到位后要及時注液升勁，支柱要與頂梁垂直，初撐力要達到90kN，若底板松軟，支柱要穿鐵鞋。

9）架移齊后，上風(fēng)巷要及時收作，不得滯后于放頂線，且在收作時，要掛好大笆或釘木板；收作茬口下方3～5m 處要設(shè)一道可靠擋欄。收作期間要安專人在安全地點觀察頂幫及周圍支架情況，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，防止大矸等滾下傷人。 上風(fēng)巷從放頂線到工作面煤幫要不少于兩排挑棚。 回出柱梁要輕拿輕放，不準堆在上隅角。

10）機尾距上口不小于4 米，收工前，將機尾罩、擋欄和警示牌設(shè)置好，墟煤清理凈，下好底梁，然后灑水滅塵，工具放到指定地點，液壓管線整理好。

11）上端頭頂板破碎壓力大時，要先伸前探梁過好頂進行臨時支護后方準放底眼炮，要適當(dāng)控制藥量（裝藥量不超過2 卷），座底泥不小于100mm，煤層最小抵抗線不得小于0.5m、巖層最小抵抗線不得小于0.3m，封口泥填滿搗實，并認真執(zhí)行“一炮三泥”“一炮三檢”“三人聯(lián)鎖”“三驗炮”放炮制度。 必要時使用手鎬或風(fēng)鎬過硬干。

12）處理冒頂時，必須嚴格按照作業(yè)規(guī)程要求進行操作，首先把后路維護好，保持暢通，并安有經(jīng)驗的老工人觀察頂板動態(tài)，然后依據(jù)現(xiàn)場實際采取相應(yīng)的措施進行處理。

13）對老塘頂板冒落不及時、肩窩空處，煤幫放炮前必須在架尾用單體支柱打好抗柱，并將前探梁伸出緊抵煤幫且要超前聯(lián)網(wǎng)，必要時，用單體支柱配木料架一梁二柱順山抗棚進行加強支護。

14）上風(fēng)巷下幫與工作面最上面一棚間距大于400mm，要及時加棚（架棚規(guī)格：架設(shè)3 棚一梁一柱鉸接走向棚，梁為鉸接頂梁，柱為單體液壓支柱）， 上風(fēng)巷下幫與工作面最上面一組懸移支架間距大于1.1m 時，要及時加懸移支架；安架、調(diào)架要嚴格按本作業(yè)規(guī)程進行施工，認真設(shè)置警戒和擋欄。

15）測氣員要認真檢查上隅角的瓦斯、CO 等有害氣體情況，發(fā)現(xiàn)問題要及時匯報調(diào)度所，并采取相應(yīng)措施進行處理。

16）瓦斯異常時，上口向下5 米段支架移成斜抹茬，最上一組支架超前工作面煤壁1.0 米；上隅角也要收成抹茬角，并且必須釘板糊泥。

17）上端頭最大控頂距調(diào)整為3.66 米，最小控頂距調(diào)整為2.66 米。上口伸長加走向棚采用最大控頂距4 米，最小控頂距3 米進行管理。

4 效益分析

1）經(jīng)濟方面：改進前是使用鉸接頂梁支護方式，平均每天推進一峒要兩人采煤，兩人回柱收作。使用懸移支架后只需兩人采煤并收作，少用兩名回柱人員，正常情況下每名回柱工每天工資約200 元。 每天單位節(jié)約2 名回柱工，工資400 元。

2）安全方面：放炮后，鉸接頂梁支護要先架設(shè)臨時支護維護頂板，然后刷夠1 米寬后方可掛梁補柱，而懸移支架支護可及時伸前探頂進行護頂，可以及時維護好頂板，有效的防止掉、漏頂事故的發(fā)生。 最小控頂距是以前的1/2，提高了上端頭風(fēng)速，上隅角移架后就及時收角，降低了上隅角瓦斯。

3）工序方面：鉸接頂梁一班采煤一班回柱收作，而懸移支架只要一班采煤收作，減少了一個班次。 有效的提高了回采工序。

［1］楊孟達.煤礦地質(zhì)學(xué)[M].煤炭工業(yè)出版社,2000,8.

［2］徐永圻.煤礦開采學(xué)[M].中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2004,12.