大采高工作面超前支架支护技术应用探讨

付培冬

（阳泉煤业（集团）有限责任公司 一矿，山西 阳泉 045008）

阳泉煤业（集团）有限责任公司一矿位于山西省阳泉境内，地理位置优越，交通便利；井田走向长14.5 km，倾斜长9.8 km，面积约83.6 km2，属高瓦斯矿井，井田地质条件比较简单。根据大采高综采的适用条件，一矿选择在15#煤三采区S8310工作面采用大采高综采技术。

1 工作面概况

S8310工作面地面标高1150.0～1325.0 m，工作面标高613.0～665.0 m。位于一矿南条带三采区东南部，东部为二采区边界，南部为西大巷保护煤柱，西部为本采区采区大巷，北部为S8308回采工作面（未掘进）。工作面可推进长度为1023 m，倾斜长度为220 m。工作面工业储量2007.1 kt，可采储量1866.6 kt。 15#煤层厚度6.35～6.60 m，平均厚度6.51 m，煤层倾角1°～13°，平均6°，煤层赋存稳定，构造相对简单。

2 工作面端头超前支护方案及控顶技术

S8310大采高综采面端头、超前支护在原有的锚索网支护形式下工作面上端头采用3架ZYD12000/22.5/45D端头架、2架ZYG12000/26/56D过渡架支护，及靠煤柱帮20 m范围进风巷内支设两排DW44-300/110X型单体柱，第一排点柱距帮0.5 m支设，单体柱间距为0.8 m，落山随支架前移而自行垮落；机头下端头采用4架ZYD12000/22.5/45D端头架、2架ZYG12000/26/56D型过渡支架和4架ZCZ10000/26/45超前支护支架实现向工作面普通架过渡支护，超前支护范围27 m左右，在推移过机头和过渡架后再移端头架，实现机头顶板的及时支护。工作面顶板支护平面见图1，超前支架主要技术参数如表1所示。

图1 工作面顶板支护平面

表1 ZCZ10000/26/45型超前支架主要技术参数

2.1 超前支架安装工艺

（1）先将安装位置的浮煤、杂物清理干净。

（2）确定第3组支架的位置，用导链将底座拖吊至转载机机尾处。

（3）用导链将立柱吊起，安入底座的立柱窝内，上好连接销。

（4）再将后顶梁用导链吊起，上好立柱与顶梁的连接销。

（5）将第2组支架底座拖吊至3组底座前方，连接好固定销。

（6）将立柱吊起安入立柱窝内，上好连接销。

（7）用导链将中顶梁吊起，上好立柱与顶梁的连接销和中顶梁与后顶梁的连接销。

（8）将第1组支架的底座吊起，上好与第2组底座的连接销。用导链将立柱吊起，安入立柱窝内，上好连接销。

（9）将前顶梁吊起，上好与立柱的连接销和与中顶梁的连接销。

（10）将前连杆吊起，上好与前顶梁的连接销和与第1组底座的连接销。最后将推移装置吊起，上好与第1组底座的连接销。

2.2 超前架使用安全注意事项

（1）在操作立柱进行升架和降架的同时，必须操作调整千斤，使支架顶梁尽量保持水平或捎上翘，防止倒架。

（2）及时清除支架前方的浮煤碎矸，以免影响移架；定期清除架内和柱窝内的煤粉、碎矸。

（3）当巷道高度减小时，确保立柱仍然有足够的剩余行程，以防止立柱在顶板和底板之间被压死。

（4）支架前移时要注意支架防倒防滑。

（5）底板松软时，可在支架底座下垫木板或道木，防止支架底座陷入底板。

2.3 超前支护方式介绍

结合巷道原有支护情况，巷道沿顶板掘进，采用锚杆+锚索支护形式，巷道状况良好。回风巷超前支护采用ZCZ10000/26/45型超前支架支护。该支架由两组独立并排的支撑体配合而成，采用成组独立方式移架。 每组支架的前进主要靠两根平行布置的推移千斤来完成，操作人员可以利用两根千斤推移不同步的特点灵活调整每组支架与两帮的距离。超前支架在巷道居中布置，支架的推拉油缸行程为1.9 m。超前支架间的推拉油缸应始终保持收缩状态。当回风巷道压力大时加支点柱加强支护。

2.4 操作要求

机尾在与超前支架相邻的端头支架护帮板必须及时打开，并起到有效支护作用；超前支架间的推拉油缸应始终保持收缩状态。拉架时首先将第一组超前支架伸前后柱使其达到初撑力要求，再将第二组超前支架降到合适高度（0.2 m）向前拉架；升第二组超前支架达到初撑力要求后，再将第三组超前支架降到合适高度（0.2 m）向前拉架；升第三组超前支架达到初撑力要求，再将第四组超前支架降到合适高度（0.2 m）向前拉架，再升架达到初撑力要求，严禁两组支架同时降下。升、降超前支架时应保持前、后立柱的同步性，且进风端头支架距离临近架超前支护点柱支护不得超过0.9 m。

2.5 其它技术要求

由于工作面两端头支架距回风巷煤帮有1 m左右的间隙，沿上端头130#支架和下端头1#支架的切顶线处支设一排密柱，支设的密柱每米不少于4根，生产班每推移一次机头或机尾，移一排密柱。回风巷采空区顶板冒落不充分时，要沿放顶线内侧打带帽切顶点柱，端头支护铰接梁梁尾加扶一棵单体支柱，棚间距0.6～1 m时，切顶线内侧加扶一棵单体支柱；棚间距1～1.5 m时，切顶线内侧加扶两棵单体支柱，即棚间距每增加0.5 m则增加一棵单体点柱。支柱必须迎山有力，且初撑力不小于11.5 MPa。

3 超前支架应用分析

一矿首个大采高工作面经过9个月顺利回采完毕，工作面顶板管理到位，超前支护取得了预期效果，巷道断面变形不大，设备配套推进合理，工作面实现了安全高效回采，ZCZ10000/26/45型超前支架支护技术取得了满意的效果。

1）提高了现场作业环境的安全性。超前支架工作阻力10000 kN，初撑力大9236 kN，极大的提高了顶板的支护稳定，改变原来的单体柱支护方式，顶板的管控范围明显扩大，现场的作业环境得到改善，安全性明显提升。

2）现场配套良好，生产效率提升。超前支架能和端头支架等配合，适应我矿巷道和生产条件，在维护好顶板的同时，实现了支护和设备的自动迁移，减少了各类工程量，为工作面的快速推进创造了条件。

3）减少工人劳动强度。超前支架支护实现机械化顶板支护，减少了人员靠体力进行支护的劳动量，劳动强度大大降低。

4 结语

ZCZ10000/26/45型超前支架支护技术在我矿首个大采高工作面应用取得了成功，改变了人员支设超前的劳动模式，提高了现场的安全系数，改善了作业环境，降低了劳动强度，也为矿井的高产高效和安全生产提供了必要条件。