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煤矿综采工作面支护技术问题研究
放大字体  缩小字体 发布日期:2015-09-02  来源:中国高新科技  作者:杨建钢  浏览次数:675
核心提示:本文对煤矿综采工作面支护技术的相关问题进行了探究,并对当中存在问题的处理进行了阐述,以促使工作面支护技术 的有效运用,确保煤矿综采工作面的有效生产。
  运用液压支架对煤矿综采工作面进行支 护,对工作面支护的状况有较好的改善效果。 而对于液压支架在煤矿综采工作面中的有效 应用,必须借助支护措施的合理选择才能够 促使支架支护最大效能的发挥。其中支架的 确定和选择,就要依据具体的实际情况,对 相应的支护技术问题进行探讨,才能进一步 落实支护技术的良好实施。
 
  一、支架的选择
 
  关于工作面支架的选择,有较多类型的 液压支架,而这些支架的设计,一般都是依 据特定的地质条件进行实施的,在进行选择 的过程中,也要结合实际的条件,对合理适 宜的支架进行选择。一般对于液压支架的选 择,大致包括了三个重要的步骤,即对支架 类型、支架规格、支架工作阻力的确定。
 
  1支架类型的确定。依据支架支护特点 与结构的不同,对国产液压支架进行划分, 包括有支撑掩护式、掩护式、支撑式等基本 架型。而根据支架的使用范围,液压支架的 类型也有所不同,包括在32-50m煤层的开 采中所用的液压支架、缓倾斜中厚煤层中所 用的液压支架、开采铺网厚煤层分层中所用 的液压支架、运用于厚煤层放顶煤的液压支 架、坚硬顶板条件下所用的高阻力液压支架、 薄煤层中所用的高阻力液压支架以及大倾角 煤层中所用的液压支架等。一般来说,工作 面开采的条件决定着液压支架的选择,选择 液压支架类型必须要符合作用部位所需要的 要求。对于瓦斯含量大、来压强烈、完整工 作面项板的工作面开采,就应对支撑式液压 支架进行选用;而掩护式液压支架可用于来 压不明显、破碎顶板的开采工作面上;对于 普通条件的开采工作面,可对支撑掩护式液 压支架进行选择。
 
  2支架规格的确定。工作面开采的煤层 厚度在设计上有所不同,而支架规格的选择 则应依据这些不同设计的厚度进行合理的确 定。对于支架的最大高度来说,其必须大于 煤层的最大高度,但针对支架最小高度方面, 就要求其必须小于煤层的最小高度。
 
  3支架工作阻力的确定。在设计上,工 作面顶板的分类以及基本顶的分级有着不同 的差异,在支架的选择过程中,必须依据液 压支架的支护能力验算,对最终工作面所需 的支护阻力进行确定。其中值得注意的是, 工作面所需的支护阻力必须小于液压支架的 支护能力。
 
  二、工作面两巷的超前支护
 
  对于下作面两巷而言,其所受动压作用 的影响较大,而这种动压作用的形成,是由 T.作面的开采而导致的。为了促使巷道受开 采作用的减缓,对开采所需的有效空间进行 确保,就要提前对巷道进行维护,且必须在 巷道未受动压影响之前进行实施。在实际的 生产过程中,应依据工作面超前压力的影响 范围,对巷道的超前维护距离进行合理的确 定,一般来说,这一合理的距离为20-30m, 而所需的超前支护方式的类型却有以下几 种。
 
  1拱形金属支架。在3-5m替棚的超前 过程中,必须要对金属支柱配套支护与十字 铰接顶梁进行运用,其高度一般在15m以上, 行人侧宽度则不能小于0.7m。对于超前支 护距煤壁20m范围内的支架支护,可对单 体液压支柱支护和单排金属铰接项梁在拱形 梁下进行加打,也可将中柱加打于拱形梁下, 木料垫于拱形梁与柱顶之间,通过钢丝栓牢 支柱,以免滑动现象引起倒柱。另外还要对 拉杆、加打撑木、增加卡缆等加固措施进行 实施,以促使支柱稳定性的进一步增加。
 
  2梯形木棚平巷。10m范围内靠近煤壁 时,将单体液压支柱支护及双排金属铰接顶 梁用于原梯形木棚梁下。而对单体液压支柱 支护与单排金属铰接顶梁进行选择时,则这 一范围为10-20m。
 
  3双向铰接项粱支护。该种支护是由十 字顶梁改进而来的,而十字顶梁长度一般较 短,在超前支护死亡过程中,两巷与端头的 铰点过多,侧臂力矩较大,固定支柱支撑位 置,在焊接部位容易受到损坏,且存在运输 不便的缺点。而通过改进形成的双向铰接顶 梁对这些问题进行了妥善处理。其在金属铰 接顶梁的中间两侧,直接焊接了侧向连接的 接头与耳子,以促使横向铰接的有效运用。 沿倾向与沿走向是双向铰接顶梁的两种连接 方式,前者为普通铰接顶梁连接,沿彳顷斜方 向对双向铰接顶梁进行了连续的铰接;而后 者沿走向对双向铰接顶梁进行了连续的铰 接。
 
  三、顺槽支护
 
  针对15_18m2的顺槽断面的大型煤矿 综采工作面而言,锚索与锚杆较为普通,没 有足够的强度,使得顺槽严重变形。对于这 一问题的处理,可以对高强度、高预应力组 合的锚杆支护系统进行选用,对综采工作 面顺槽的支护起着一定程度的作用。通过高 强度、高预应力组合的锚杆支护系统的使 用,在综采工作面顺槽中可以比普通的锚杆 支护巷道起到更为有利的作用,其中就、顺 槽顶底板移近量、顶板离层量、两帮移近量 等方面都能够得到有效的降低,且顺槽的 变形程度也会得到明显的改善。而另一方 面,由于顺槽两帮收敛量和顶板离层的良好 控制,有效的避免了对顺槽的多次维修。通 过生产的不断实践,已经对高强度、高预应 力组合锚杆支护系统在大断面顺槽支护中的 作用进行了验证,其技术的实施是较为可行 的,同时能够非常显著的促使经济效益的增 长,对支护成本的降低非常有利。而通过还 技术的进一步实施,也为综采T.作面创造 了髙效生产的良好条件。对于该系统技术的 组成,主要包括了高强度W型钢带、强力 锚索和锚杆、相关的配套附件。一般选用 专用钢材(BHRB600)对强力锚杆杆体进 行制作,为左旋无纵筋螺纹钢杆,其杆体 直径约为22mm ;而强力锚索的制作材料为 lx 19根的钢丝捻,形成钢绞线,其直径约 为20mm ;选用薄钢板作为高强度W型钢 带的制作材料,通过多道轧辊,对冷弯、滚 压进行连续实施并达到成型,钢带宽度为 280mm,厚度为5mm左右。
 
  四、工作面顶板的管理

       1破碎顶板
 
  对于破碎顶板的支护,一般对掩护式支 架进行选用。而在具体的支护过程中,可对 金属网铺设、挑顺山梁、带压檫顶移架等措 施进行实施。其中,金属网的铺设,在破碎 顶板的管理中,起着尤为重要的作用。在煤 壁前控顶范围内,为了能够顺利移动支架, 展开顶网,可将走向梁架于金属网上,顶板 预先由走向梁支撑,同时在金属网的作用下, 掩护支架的顺利前移。
 
  2坚硬顶板
 
  综采作用于坚硬顶板条件下,大面积悬 空的顶板在来压期间,会瞬间垮落,此时液 压支架就可能会被压坏。处理此问题,可对 大吨位的支撑掩护式支架进行选用,也可对 顶板进行高压注水,同时利用深孔爆破促使 放顶的强制实施。
 
  3易片帮煤壁
 
  煤壁片帮对煤矿生产的影响较大,对相 关问题进行处理,就要采取合理的预防和管 理措施,对其进行解决。①对工作面生产技 术进行有效管理,缩短循环周期,促使正规 循环作业的有效实施,对煤壁暴露时间进行 有效的控制。②支架的选择必须合理,能够 立即进行支护,且具备一定的防帮片装置, 端面距离较小,同时又较大强度的支护能力。 ③当帮片有所发生时,必须立即对相应措施 进行实施,将移架措施提前,及时进行支护, 有效预防冒顶的发生。
 
  结语
 
总而肓之,在支护技术的实际应用中, 应具体结合工作面的开采条件,对适宜的支 护支架进行选择,并对相关的问题进行有效 的处理,才能够促使综采工作面生产的安全 和高效。 
 
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