炮采工作面上端头悬移支架支护技术

杨 烁 贾 宁

（淮南矿业集团 谢一矿，安徽 淮南232052）

工作面上端头是工作面与回风巷交会处，此处控顶面积大，设备人员集中，是人员、设备和材料出入工作面的交通口。因此搞好端头支护极为重要。 端头支护应有足够支护强度，保证工作面端部出口的安全，能够保证足够活动空间、行人、运料、通风断面。本工作面上端头顶板较稳定，根据工作面支护强度验算悬移支架支护强度能满足上端头的支护要求，为降低职工劳动强度，提高回采效率将上端头铰接顶梁支护改为悬移支架支护。

1 4472A1 工作面地质概况

4472A1 工作面平均走向长198 米，倾斜长322 米，煤厚1.8 米，煤层倾角24～32 度，平均倾角27 度。 直接顶为5.4 米厚的砂质泥岩，老顶为3.0 米厚的细砂岩。 直接底为2.1 米厚的泥岩，局部含细砂岩。

2 上端头支护方式

2.1 改进前上端头支护方式

工作面上端头用HDJA-1000 型普通顶梁配DZ25-30/100 型单体支柱架设的一梁一柱铰接走向棚（排距1000mm，柱距500mm），上端头的老塘侧两排支架下要架设双排一梁一柱铰接顺山挑棚来加强支护，挑棚规格:排距1000mm，柱距1000mm。 挑棚棚梁与走向棚梁间要垫小方木防止打滑；上端头最大控顶距为7 米，最小控顶距为5 米（如图1 所示）。工作面上端头铰接顶梁段必须及时回柱放顶，控顶距超过本作业规程规定时禁止采煤。

图1 上端头最大、最小控顶距

2.2 改进后上端头支护方式及支护强度验算

工作面上端头使用4 组悬移支架支护（如图2 所示）。代替铰接顶梁支护，支架沿走向方向排列布置。 支架间距0.42m，中心距1.1m。 上端头悬移支架段老塘侧在架尾要打牢抗柱， 最大控顶距调整为3.66米，最小控顶距调整为2.66 米（如图3 所示）。

对上端头支护强度进行验算：

1）顶板压力预计

Q=M×K×R

式中：Q—预计顶板压力(MPa)

M—采高(m)

K—增载系数，一般取6～8，老顶级别越高K 值越大

R—顶板岩石平均容重2.5(T/m3)

Q= 2.0×7×2.5=35(T/m2) = 0.35MPa

图2 工作面上端头剖面图

图3 上端头最大、最小控顶距

2）工作面所选支架主要性能参数

支架支护高度1.7～2.4m，中心距1.1m，移架步距1.0m，工作阻力1800kN，支撑强度0.62Mpa，支架全长2.66m，前探梁行程1.0m。

3）结论：所选支架支护强度为0.62MPa＞Q，所以所选的支架强度能满足本工作面的支护要求。

3 上端头悬移支架支护措施

1）重点加强上口向下4 米范围的顶板管理，超前对顶板进行支护，联好网、过顶使用4 根塘材棍或2 根（半）圆木，顶板过严过实，掉顶处必须用木料接上劲，严禁空顶、蒙顶作业。同时要求在放炮前、后，移架前、后对支架进行二次注液。

2）放炮前，要先将前探梁紧抵煤帮，上口“嘴唇”处必要时，用木料配单体支柱架设顺山棚进行临时支护。

3）放炮开帮后必须先认真执行敲帮问顶制度，遇有煤岩松动和其它不安全因素时，要及时处理，敲帮问顶按下列规定执行：敲帮用镐或钎子，发现煤壁有伞檐或松动点，必须立即捣下。问顶时要站在斜上方安全地点，一手持镐，一手托顶，先轻敲顶板，无脉动时，再重敲，捣掉前，要站在上方，并向上下人员打好招呼，看好后路，用镐渐渐刨下。在执行敲帮问顶并确认无危险后要及时过网挂梁或伸前探梁支护顶板，前探梁仅作短时间的超前掩护，不可长时间支护，顶板压力大时必须将其收回，防止被损坏，对顶板压力大、片帮严重处，可先在煤帮架设顺山棚进行临时支护。

4）在执行敲帮问顶并确认无危险后要及时伸前探梁支护顶板，前探梁打齐后，采煤主副手进入煤壁侧超前工作面一峒沿顺山或者走向联设塑料网，要求联设每200mm 打一扣，联设搭茬不少于100mm。 并且加强对老塘侧联网及上风巷与工作面接茬处的联网质量情况进行检查，必要时要进行补联。

5）探梁打齐、网联齐，将煤壁和人行道煤出净（片帮严重或底板光滑地点煤壁侧浮煤可移一组出一组），方准移架。移架时操作人员要站在控顶区域内的安全处由下向上进行，要有人负责观察顶板及支架情况，发现问题及时处理。

6）移架时如果顶板不平或空顶，必须先用硬料将顶板填实垫平，严禁空顶、蒙顶。如果顶板破碎或压力大可采取带压移架，且前探梁不要提前收回，应先用卸载手把插入前探梁的卸载阀内，在移架时让其自行收回，以便使前探梁在移架过程中始终抵紧煤壁，防止支架向煤帮倾倒。

7）移架时要注意老塘侧联网情况发现有破网迹象，要停止移架进行补联或补网，防止窜矸，补联好后方可继续移架。

8）移架过程中要保证架间距均匀（中～中1.1m），支架垂直煤帮。要随时观察支架行走情况，发现支架偏移、架间距不匀的要及时进行调整，支架移到位后要及时注液升劲，支柱要与顶梁垂直，初撑力要达到90kN，若底板松软，支柱要穿铁鞋。

9）架移齐后，上风巷要及时收作，不得滞后于放顶线，且在收作时，要挂好大笆或钉木板；收作茬口下方3～5m 处要设一道可靠挡栏。收作期间要安专人在安全地点观察顶帮及周围支架情况，发现问题及时处理，防止大矸等滚下伤人。 上风巷从放顶线到工作面煤帮要不少于两排挑棚。 回出柱梁要轻拿轻放，不准堆在上隅角。

10）机尾距上口不小于4 米，收工前，将机尾罩、挡栏和警示牌设置好，墟煤清理净，下好底梁，然后洒水灭尘，工具放到指定地点，液压管线整理好。

11）上端头顶板破碎压力大时，要先伸前探梁过好顶进行临时支护后方准放底眼炮，要适当控制药量（装药量不超过2 卷），座底泥不小于100mm，煤层最小抵抗线不得小于0.5m、岩层最小抵抗线不得小于0.3m，封口泥填满捣实，并认真执行“一炮三泥”“一炮三检”“三人联锁”“三验炮”放炮制度。 必要时使用手镐或风镐过硬干。

12）处理冒顶时，必须严格按照作业规程要求进行操作，首先把后路维护好，保持畅通，并安有经验的老工人观察顶板动态，然后依据现场实际采取相应的措施进行处理。

13）对老塘顶板冒落不及时、肩窝空处，煤帮放炮前必须在架尾用单体支柱打好抗柱，并将前探梁伸出紧抵煤帮且要超前联网，必要时，用单体支柱配木料架一梁二柱顺山抗棚进行加强支护。

14）上风巷下帮与工作面最上面一棚间距大于400mm，要及时加棚（架棚规格：架设3 棚一梁一柱铰接走向棚，梁为铰接顶梁，柱为单体液压支柱）， 上风巷下帮与工作面最上面一组悬移支架间距大于1.1m 时，要及时加悬移支架；安架、调架要严格按本作业规程进行施工，认真设置警戒和挡栏。

15）测气员要认真检查上隅角的瓦斯、CO 等有害气体情况，发现问题要及时汇报调度所，并采取相应措施进行处理。

16）瓦斯异常时，上口向下5 米段支架移成斜抹茬，最上一组支架超前工作面煤壁1.0 米；上隅角也要收成抹茬角，并且必须钉板糊泥。

17）上端头最大控顶距调整为3.66 米，最小控顶距调整为2.66 米。上口伸长加走向棚采用最大控顶距4 米，最小控顶距3 米进行管理。

4 效益分析

1）经济方面：改进前是使用铰接顶梁支护方式，平均每天推进一峒要两人采煤，两人回柱收作。使用悬移支架后只需两人采煤并收作，少用两名回柱人员，正常情况下每名回柱工每天工资约200 元。 每天单位节约2 名回柱工，工资400 元。

2）安全方面：放炮后，铰接顶梁支护要先架设临时支护维护顶板，然后刷够1 米宽后方可挂梁补柱，而悬移支架支护可及时伸前探顶进行护顶，可以及时维护好顶板，有效的防止掉、漏顶事故的发生。 最小控顶距是以前的1/2，提高了上端头风速，上隅角移架后就及时收角，降低了上隅角瓦斯。

3）工序方面：铰接顶梁一班采煤一班回柱收作，而悬移支架只要一班采煤收作，减少了一个班次。 有效的提高了回采工序。

［1］杨孟达.煤矿地质学[M].煤炭工业出版社,2000,8.

［2］徐永圻.煤矿开采学[M].中国矿业大学出版社,2004,12.