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[摘 要]本文介绍东滩煤矿在一采区综放工作面在运顺切顶处使用巷尾支架代替切顶密集支柱的使用、具体操作、优缺点及实际生产中的经验积累。
[关键词]巷尾支架 切顶管理 安全高效
中图分类号：TU125 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0310-01
*东滩煤矿隶属兖州煤业股份有限公司，综采一区为该矿主采区队，担负全矿大部分煤炭产量，该区队1997年产煤410.18万吨，成为全国第一支年产突破400万吨的采煤队，并荣获全国煤炭行业新纪录奖杯；1998年至2001年年产一直保持在500万吨以上，2002年以来连年产煤突破600万吨，不断刷新全国综采队产量纪录，2004年创出立井年产658万吨的综采队世界纪录。尤其是2007年3月以来，成功完成了全国第一套600万吨高可靠、自动化、信息化综放设备在矿井的工业性试验，巩固提升了600万吨采煤队水平。
*随着开采深度加大，在回采过程中矿山压力显现加剧，运顺切顶处传统采取支设切顶密集单体支柱的方式，存在支护强度低、效果差、劳动强度大、回风隅角气体异常的问题，为此，在充分调研和技术论证的基础上，有关生产矿井与集团公司机电设备制造厂联合研制开发了巷尾支架，在该矿一采区1308、1309综放工作面使用巷尾支架代替切顶密集支柱，在实际应用中取得良好的支护和切顶效果。现以1309工作面为例介绍巷尾支架的使用、具体操作、优缺点及实际生产中的经验积累。
一、工作面概况
1309综放工作面位于一采区北部，北邻东滩煤矿与兴隆庄煤矿边界保护煤柱；南邻1308综放工作面（已回采）。工作面走向回采长度轨顺端1386.7m、运顺端1369.5m，倾斜宽219.5m。
本工作面回采3（3上、3下）煤层，3煤为低灰、低硫、低变质的气煤，系良好的动力用煤。3煤层在工作面中部和西部分叉为3上煤层和3下煤层。3上煤层厚5.00～5.50m；3下煤厚3.20～3.30m，煤厚较稳定。
1309综放工作面的两顺槽相互平行布置，南侧的顺槽为轨顺，北侧的顺槽作为运顺。1309工作面运输顺槽（巷道）的几何参数及支护形式：
运输顺槽采用锚网带、锚索联合支护，梯形断面，上净宽4800mm，下净宽5400mm，净高3800mm，净断面积19.76m2；巷道顶帮铺联金属菱形网，顶部按照750mm的间距锚固钢带，每排钢带打7根Ф22mm×2400mm的右旋无纵筋树脂锚杆，锚杆间排距750mm×800mm。巷道顶部巷中左右750mm位置，间距1600mm各布置1排锚索；帮部按照750mm的排距锚固Ф20mm×2000mm的全螺纹树脂锚杆，每排两帮均匀布置5根锚杆。
二、巷尾支架布置及拉移方式
在转载机机尾共布置2組巷尾支架，沿走向布置，支撑巷道支架至切顶线之间的巷道顶板，既能起到良好的支护巷道顶板作用，又能利用顶梁交接处对顶板进行切顶。
巷尾支架参数：
型号：ZYT8260/22/42型两柱掩护式
高度：2200～4200mm
中心距：1750mm
宽度：1660～1860mm
初撑力：6410kN（P=31.5MPa）
工作阻力：8260kN
支护强度：0.92MPa
底板比压：2.48MPa
操作方法：远距离操作
支架与转载机机尾处的推移横梁进行连接，以转载机为支点进行拉移，采取手动操纵阀的方式进行拉移，当拉移完转载机后，再拉移巷尾支架，巷尾支架拉移步距为0.75m，即一硐一拉。转载机拉移完毕后，及时拉移巷尾支架，减少巷尾支架滞后距离（附图1）。
机头巷尾支架采用远距离操作方式拉移支架，阀组安装在转载机过桥护栏上，操作人员操作支架时时刻注意护帮板影响范围，防止触碰操作人员。
四、巷尾支架优点
通过1308、1309两个综放工作面表明采用巷尾支架支架比原采用单体液压支柱支设切顶密集支柱主要有以下几方面优点：
1.支护强度大。每组巷尾支架顶梁长约6米、宽1.75m，工作阻力达到8260kN。在同等支护面积下，以0.5米排距和0.8米步距计算，使用单体液压支柱支护需支设22棵单体液压支柱（每棵工作阻力为90KN），合计工作阻力为1980KN，巷尾支架与单体液压支柱相比，支护工作阻力提高约4.2倍。
2.支护速度快。巷尾支架立柱升降、推移千斤顶的控制通过高压乳化液为动力，支架动作快，保证每组支架（移架步距0.75米）的移架时间不超过5秒，能够快速支护巷道顶板，减少空顶时间。而使用单体液压支柱支护同等面积，以0.5米排距和0.8米步距计算，需先支设7棵单体液压支柱，再回撤7棵单体液压支柱，需要时间约40分钟。
3.支护效果好。根据东滩煤矿巷道围岩变形观测数据对比，综放工作面巷尾支架后至切顶线范围采用单体液压支柱和铰接顶梁支护方式的情况下，两帮移近量最大值为1.8m；顶底板最大移近量1.5m，切局部区域由于顶板下沉严重，顶网下垂出现网兜、破损，严重制约正常推进；同样条件下采用巷尾支架后，两帮累计最大移近量为0.5m，顶底板最大移近量为0.4m。显然，采用巷尾支架支护后，巷道围岩变形量明显减小，支护效果大大改善。
4.劳动强度低。采煤工作面传统支护方式为采取单体液压支柱密集支护，以0.5米排距和0.8米步距计算，至少需要25棵单体，在工作面周期来压时单体液压支柱需要数量还会大大增加，并且损坏率较高，加之支护工艺复杂，操作空间受限，搬运工作繁重，职工劳动强度非常大。而使用巷尾支架操作简单方便，故障率低，极大的减轻了职工的劳动强度。
5.支护适应性强。目前综放（采）工作面巷尾高度一般达到3.8米，由于单体液压支柱伸缩有效行程为0.8米左右，随巷道高度变化需频繁更换不同长度的单体液压支柱。巷尾支架使用双伸缩立柱，最大支护高度达到4.2米，最小支护高度2.2米，对巷道高度和压力变化的适应性明显增强。
总之，经过1308、1309两个工作面的使用表明，采用巷尾支架后，工作面巷道支架至切顶线区域支护安全状况明显改善，工人劳动强度明显降低。从取得的安全技术效果看，巷尾支架是适应大采高、大地压恶劣条件的一种安全高效的支护设备。
作者简介
李海周（1987-），男，安徽砀山人，助理工程师，2010年毕业于河北工程大学采矿工程专业，现任山东兖矿集团东滩煤矿综采一区技术主管，从事现场生产技术管理工作。
[关键词]巷尾支架 切顶管理 安全高效
中图分类号：TU125 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）37-0310-01
*东滩煤矿隶属兖州煤业股份有限公司，综采一区为该矿主采区队，担负全矿大部分煤炭产量，该区队1997年产煤410.18万吨，成为全国第一支年产突破400万吨的采煤队，并荣获全国煤炭行业新纪录奖杯；1998年至2001年年产一直保持在500万吨以上，2002年以来连年产煤突破600万吨，不断刷新全国综采队产量纪录，2004年创出立井年产658万吨的综采队世界纪录。尤其是2007年3月以来，成功完成了全国第一套600万吨高可靠、自动化、信息化综放设备在矿井的工业性试验，巩固提升了600万吨采煤队水平。
*随着开采深度加大，在回采过程中矿山压力显现加剧，运顺切顶处传统采取支设切顶密集单体支柱的方式，存在支护强度低、效果差、劳动强度大、回风隅角气体异常的问题，为此，在充分调研和技术论证的基础上，有关生产矿井与集团公司机电设备制造厂联合研制开发了巷尾支架，在该矿一采区1308、1309综放工作面使用巷尾支架代替切顶密集支柱，在实际应用中取得良好的支护和切顶效果。现以1309工作面为例介绍巷尾支架的使用、具体操作、优缺点及实际生产中的经验积累。
一、工作面概况
1309综放工作面位于一采区北部，北邻东滩煤矿与兴隆庄煤矿边界保护煤柱；南邻1308综放工作面（已回采）。工作面走向回采长度轨顺端1386.7m、运顺端1369.5m，倾斜宽219.5m。
本工作面回采3（3上、3下）煤层，3煤为低灰、低硫、低变质的气煤，系良好的动力用煤。3煤层在工作面中部和西部分叉为3上煤层和3下煤层。3上煤层厚5.00～5.50m；3下煤厚3.20～3.30m，煤厚较稳定。
1309综放工作面的两顺槽相互平行布置，南侧的顺槽为轨顺，北侧的顺槽作为运顺。1309工作面运输顺槽（巷道）的几何参数及支护形式：
运输顺槽采用锚网带、锚索联合支护，梯形断面，上净宽4800mm，下净宽5400mm，净高3800mm，净断面积19.76m2；巷道顶帮铺联金属菱形网，顶部按照750mm的间距锚固钢带，每排钢带打7根Ф22mm×2400mm的右旋无纵筋树脂锚杆，锚杆间排距750mm×800mm。巷道顶部巷中左右750mm位置，间距1600mm各布置1排锚索；帮部按照750mm的排距锚固Ф20mm×2000mm的全螺纹树脂锚杆，每排两帮均匀布置5根锚杆。
二、巷尾支架布置及拉移方式
在转载机机尾共布置2組巷尾支架，沿走向布置，支撑巷道支架至切顶线之间的巷道顶板，既能起到良好的支护巷道顶板作用，又能利用顶梁交接处对顶板进行切顶。
巷尾支架参数：
型号：ZYT8260/22/42型两柱掩护式
高度：2200～4200mm
中心距：1750mm
宽度：1660～1860mm
初撑力：6410kN（P=31.5MPa）
工作阻力：8260kN
支护强度：0.92MPa
底板比压：2.48MPa
操作方法：远距离操作
支架与转载机机尾处的推移横梁进行连接，以转载机为支点进行拉移，采取手动操纵阀的方式进行拉移，当拉移完转载机后，再拉移巷尾支架，巷尾支架拉移步距为0.75m，即一硐一拉。转载机拉移完毕后，及时拉移巷尾支架，减少巷尾支架滞后距离（附图1）。
机头巷尾支架采用远距离操作方式拉移支架，阀组安装在转载机过桥护栏上，操作人员操作支架时时刻注意护帮板影响范围，防止触碰操作人员。
四、巷尾支架优点
通过1308、1309两个综放工作面表明采用巷尾支架支架比原采用单体液压支柱支设切顶密集支柱主要有以下几方面优点：
1.支护强度大。每组巷尾支架顶梁长约6米、宽1.75m，工作阻力达到8260kN。在同等支护面积下，以0.5米排距和0.8米步距计算，使用单体液压支柱支护需支设22棵单体液压支柱（每棵工作阻力为90KN），合计工作阻力为1980KN，巷尾支架与单体液压支柱相比，支护工作阻力提高约4.2倍。
2.支护速度快。巷尾支架立柱升降、推移千斤顶的控制通过高压乳化液为动力，支架动作快，保证每组支架（移架步距0.75米）的移架时间不超过5秒，能够快速支护巷道顶板，减少空顶时间。而使用单体液压支柱支护同等面积，以0.5米排距和0.8米步距计算，需先支设7棵单体液压支柱，再回撤7棵单体液压支柱，需要时间约40分钟。
3.支护效果好。根据东滩煤矿巷道围岩变形观测数据对比，综放工作面巷尾支架后至切顶线范围采用单体液压支柱和铰接顶梁支护方式的情况下，两帮移近量最大值为1.8m；顶底板最大移近量1.5m，切局部区域由于顶板下沉严重，顶网下垂出现网兜、破损，严重制约正常推进；同样条件下采用巷尾支架后，两帮累计最大移近量为0.5m，顶底板最大移近量为0.4m。显然，采用巷尾支架支护后，巷道围岩变形量明显减小，支护效果大大改善。
4.劳动强度低。采煤工作面传统支护方式为采取单体液压支柱密集支护，以0.5米排距和0.8米步距计算，至少需要25棵单体，在工作面周期来压时单体液压支柱需要数量还会大大增加，并且损坏率较高，加之支护工艺复杂，操作空间受限，搬运工作繁重，职工劳动强度非常大。而使用巷尾支架操作简单方便，故障率低，极大的减轻了职工的劳动强度。
5.支护适应性强。目前综放（采）工作面巷尾高度一般达到3.8米，由于单体液压支柱伸缩有效行程为0.8米左右，随巷道高度变化需频繁更换不同长度的单体液压支柱。巷尾支架使用双伸缩立柱，最大支护高度达到4.2米，最小支护高度2.2米，对巷道高度和压力变化的适应性明显增强。
总之，经过1308、1309两个工作面的使用表明，采用巷尾支架后，工作面巷道支架至切顶线区域支护安全状况明显改善，工人劳动强度明显降低。从取得的安全技术效果看，巷尾支架是适应大采高、大地压恶劣条件的一种安全高效的支护设备。
作者简介
李海周（1987-），男，安徽砀山人，助理工程师，2010年毕业于河北工程大学采矿工程专业，现任山东兖矿集团东滩煤矿综采一区技术主管，从事现场生产技术管理工作。