端头及超前支护支架在邢台矿25306工作面端头及两巷的研究与应用

2021-11-23王普友

商品与质量 2021年14期

王普友

冀中能源股份有限公司邢台矿河北邢台 054000

1 工作面概况

25306 工作面属于25300采区，位于邢台矿工业广场西南972米，滨江路南延以东488米，洛阳村西北602米，紧邻薰衣草庄园，距高压线塔28米。本工作面所采的5#煤煤层结构复杂，含一层夹矸，厚度为0.1米。工作面西部较厚东部较薄，煤层厚度变化为1.6-2.1米之间，平均煤厚1.83米。老顶为细砂岩，厚度平均1.9m，泥质胶结。直接顶为粉砂岩，平均厚度3.8m，深灰色，结构较细腻，含植物叶化石，钙质胶结，断口平整[1]。

2 端头及超前支护支架

巷道超前支护液压支架组为两列式超前液压支架，采用相互推拉的形式向前迈步，运输顺槽使用端头液压支架组和转载机相互连接，采用支架推转载机，转载机拉支架的形式前进。该超前支护支架两列支架的高度可以独立调节，支架的顶梁可以万向调节，保证在复杂的巷道环境下可以使支架的顶梁永远接顶，从而达到高质量的支护。

端头支护支架参数：

支架高度：1.5-2.8m支架宽度：2.43-3.03m

支架初撑力：7848kN（P=31.5MPa）支架工作阻力：9600kN（P=38.5MPa）

支架支护强度：0.5MPa对底板比压：0.78MPa

超前支护支架参数：

支架高度：1.5-2.8m支架宽度：2.43-2.85m

支架初撑力：3208kN（P=31.5MPa）支架工作阻力：4000kN（P=39.3MPa）

支架支护强度：0.38MPa对底板比压：0.98MPa

3 技术创新点

①实现工作面刮板输送机、运输顺槽转载机和巷道超前支护端头液压支架组的合理配套，协调推进；②改变传统的巷道超前支护方式，减少了放顶和改支单体、金属铰接梁的工作；③端头液压支架组和巷道超前支护液压支架组采用分体式迈步自移结构，具备自移功能；④巷道超前支护液压支架组为两列式超前液压支架，两列支架的高度可以独立调节，支架的顶梁可以万向调节，保证在复杂的巷道环境下可以使支架的顶梁永远接顶，从而达到高质量的支护。

4 社会及经济效益

（1）端头及超前支护在25306工作面的成功应用，大大提高了机头安全出口及两巷超前支护强度，降低了职工劳动强度，与单体配合金属铰接梁超前支护相比，每天检修班可节约两巷端头超前支护工6个、生产班每班可节约端头维护工4个，按“四六制”计算，每天可节约用工18个，每月节约用工540个，25306工作面自初采到结束共计回采约3个月，共计节约用工1620个，每个工按240元计算，共计节约费用38.88万元。

（2）25306综采工作面在9月份回采期间，每班4刀煤，每天共计12刀，每刀进尺0.5米，每天回采进尺6米，月回采进尺180米，创造中厚煤层月回采原煤6.3万吨的优异成绩，与两巷超前支护使用单体铰接梁比较，月产量提高将近50%。

5 应用过程中的缺点及改进措施

（1）由于工作面机头使用ZT9600/15/28端头支护支架，顶梁长度7.36m，机头跨度大。运输巷自工作面切眼向外50米左右沿断层边布置，该段巷道顶板破碎，工作面正常回采时每刀煤需要降架前移端头支护支架，端头支架反复升降加剧顶板破坏，随工作面推进运输巷顶板压力一直向外传递，造成工作面机头出口顶板维护困难，降架移架过程中顶板碎碴块垮落，垮落的碎碴块大量堆积在端头支护支架与转载机连接推移千斤顶处，不仅磨损推移千斤顶而且造成端头支护支架拉移困难[2]。

采取措施：针对运输巷自切眼向外50米范围顶板破碎情况，利用检修班不出煤及时抽调专人架设3m长工字钢腿加固顶板，工字钢腿垂直巷道布置在超前支护支架顶梁上，工字钢腿间距为0.6m一根，人行道侧挑单体铰接梁支撑，由于工作面正规支架第1架超出运输巷面帮巷道壁0.3米，随工作面推进，工字钢腿搭接到工作面第1架支架顶梁上，当降架移端头支护支架时，架设的工字钢腿可以很好的维护机头出口顶板，降低顶板破坏，通过采取该措施，自切眼向外推进20米左右运输巷顶板得到较好控制，运输巷顶板压力传递到采空区。为了较好的控制巷道顶板，根据顶板破碎情况，在两巷提前加密锚索加固顶板。通过采取以上措施顶板得到控制，实现了安全正常回采。

（2）由于巷道掘进过程中，部分地段顶板岩石掉落造成巷高超过端头及两巷超前支护支架最大支撑高度。部分巷道虽然巷高小于支架最大支撑高度，但是顶板凹凸不平，容易造成超前支护支架倒架，不利于顶板控制[3]。

采取措施：对超高地段提前打锚索托木梁使巷道高度符合端头及超前支护支架支撑高度，对顶板凹凸不平的地段同样打锚索托木梁使顶板平顺，通过采取打锚索托木梁保证了安全正常回采。