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第 2期 2 0 0 6年 6月 水力采煤与管道运输 HYDRAULI C C OAI ． M G P I PELI NE TR A NS P0RTAT1 0N NO ． 2 J u r u 2 0 0 6 浅析回采工作面端头支护 连金江杨兴秦金彪 焦煤集 团公司九里山矿 河南 焦作 4 5 4 0 0 2 [ 摘要] 结合现场实际情况， 分析 了回采工作面的矿压显现特征， 总结了常见端头支护形式， 给出 了提高支护效果的措施 。 [ 关键词] 端头支护 形式效果 [ 中图分类号] T D 3 5 5 [ 文献标识码] A [ 文章编号] 1 0 0 6 --0 8 9 8 2 0 0 6 O 2 ～O 0 4 3 一O 2 l 端头范围矿压显现特征 回采工作面端头范围内矿压显现不同于采面 内， 这是选择端头支护形式要注意的问题。 1 ． 1 工作面上下平巷预先变形 采用区内后退的回采顺序， 两条平巷均须预先 掘出， 超前时间一般为几个月， 有时 l 至 2 年。由于 时间和覆岩 的双重作用 ， 巷道 围岩变形是必然 的。 变形量的大小取决于围岩的原始应力、 岩石性质、 巷 道支护形式、 支护强度和巷道尺寸。在开采深度大， 煤岩层松软和受采动影响的情况下， 巷道围岩变形 严重。如开滦矿务局赵各庄矿， 开采深度 1 0 0 0 m， 上 下平巷均用 U 形钢支护。平煤集 团一矿上下平巷 均用 U形钢半圆拱可缩性支架 支护 ， 有的巷道必须 经过几次修复才能正常使用。实际巷道松动范围已 深入到周边3 --5 m。在开采深度浅， 煤岩层强度大， 受开采影响的情况下巷道围岩变形较小。如大同矿 务局云冈矿， 开采深度 2 5 0 m左右， 平巷采用锚杆支 护， 在整个回采期间不必修复即可正常使用， 巷道两 帮的松动范围为 1 l _ 5 m。焦煤集团朱村矿 0 3 0 4 2 工作面使用的是 2 ． 4 m2 ． 4 m工钢支护， 古汉山 矿、 演马矿使用的均为锚网支护， 巷道两帮的松动范 围为 l _ 2 m～2 m。 1 ． 2 工作面上下巷支护无初撑力 与回采工作面支护不同， 工作面上下平巷的支 护几乎是无初撑力的支护 锚网、 锚杆支护除外 ， 在 复合顶板条件下， 必然产生顶板离层。由于支护阻 力小， 巷道背板材料强度低， 可缩量大， 更加剧了巷 道围岩变形破碎， 十分不利于端头支护。 l _ 3 端头范围受多重支承压力影响 1 ． 3 ． 1 巷道本身产生的支承压力影响 回采巷道大都在煤层中掘进， 一般情况两帮均 是煤层， 顶部沿顶板或假顶， 巷宽在 2 ～4 m左右。 在开采深度较大和顶板冒漏顶现象严重与顶板破碎 的矿井内， 可以观测到由于掘巷产生的应力集中引 起的两帮变形。 1 ． 3 ． 2 上端头受上区段开采形成的固定支承压力 影响 在回采巷道布置中， 煤柱护巷这种形式， 煤柱 一 般留 2 0 m--3 0 m， 也有的 3 ～5 m。但这一宽度煤 柱保护下的巷道， 还不能从根本上避免上区段开采 形成的固定支承压力影响， 2 O 世纪 8 O 年代后推行 无煤柱开采， 如沿空留巷和送巷等， 造成采面的端头 范围和巷道正处于其峰值区， 给端头支护带来很大 困难。 1 ． 3 ． 3 受采动形成的支承压力影响 随着回采工作面向前推进， 端头范围要受工作 面前方支承压力影响， 还要受到本区段开采形成的 固定支承压力影 响。 1 ． 3 ． 4 端头范围空顶面积大、 顶板完整性差 在回采工作面两端头， 为了安全移机尾和机头， 必须支设大跨度顶梁， 工作面向前推进时还要回撤 前进方向的基本支柱， 移后再补， 该处顶板要经过反 复支撑， 顶板多次卸压。因此， 端头范围支护和围 岩系统刚度要比工作面正常段支护和围岩系统的刚 度小。一方面是反复支撑的结果致使顶板刚度降 低； 另一方面因底板接近巷道， 早已松动， 因而端头 范围的顶底板变形很大， 完整性差。 1 ． 4 煤壁对顶板的三角支承形成悬臂 在煤层顶板比较坚硬的情况下， 回采工作面煤 壁、 端头煤壁组成了对顶板的三角支承带， 因而端头 范围内顶板在回柱后， 常滞后于工作面的顶板冒落， 形成较大的悬顶， 使端头范围压力增加。 2 端头支护的选择 由上述对端头范围矿压显现特征 下转第5 6 页 4 ． 3 维普资讯 2 0 0 6年 6月 水力采煤 与管道运输 第 2期 V的同相端不能维持正常工作所需的较高电位， V 翻转输出低电平， 设备停车； 当 a 、 b芯短路时， 经过 D 4 整流的直流电流在 R 1 上的压降使 V的反相端 电位抬高， V翻转输出低电平， 设备停车； 当 a 、 c 芯 短路时， a 支路流过的是交流电流并被 C 1 旁路， 设 备运行不受影响并可用 S 2正常停车； a 芯断路时， 设备运行不受影响并仍可用 S 2 正常停车； 其它芯断 路时， 设备立即停车。 4 ． 4 当运行中设备 自身停止运行时， K m断开， V 的同相端电位降回0 ， V输出低电平， 电路恢复停止 状态 。 5 结语 综上所述， 使用三芯控制电缆， 在按钮盒中设置 两个方向相反 的整 流二极管作终 端元 件的先导 电 路， 具有由三条芯线构成的两个 电流方向相反的回 路， 电路根据各支路中的电流方向判别工作状态， 从 而使电路不仅具有正常的起动、 停车功能， 还能够在 控制电缆故障时， 保证所控制的设备不会发生误起 动或失控运行， 实现了对控制电缆的全面保护。该 电路已获得国家专利， 专利号 Z I 2 0 0 4 2 0 0 2 8 0 3 1 ． X。 至于安装于设备本体的用于判别电流方向和执 行控制动作的电路， 还可以由数字电路、 脉冲识别等 方式实现， 可以使电路具有更高的可靠性和更佳的 工作性能。 [ 作者简介] 眭晓泉 1 9 6 7 一 ， 男， 江苏徐州人 ， 江苏昆山瑞普电气有限公司 工程师， 1 9 8 9 年毕业于中国矿业大学。 [ 收稿 日 期] 2 0 0 6 -0 1 0 7 上接第 4 3页 的分析可以看出， 受巷道预掘、 固定及移动支承压 力、 反复支撑顶板、 巷道支护无初撑力等多种因素的 影响， 端头范围的顶板状况与工作面内情况相比有 以下不同 1 顶板较破碎 ， 支护难度大； 2 有程度不同的悬顶； 3 空顶时间长 ， 顶板有离层 现象 ； 4 由于有机头， 支柱密度经常降低， 支柱常处 于初撑状态 ， 阻力小。 2 ． 1 选择合理支护强度 根据具体煤层和顶板条件， 确定端头范围内满 足安全和经济两方面要求的合理支护强度是保证端 头支护效果的关键， 在此基础上， 依据端头支架实际 支撑能力， 确定出合理支柱密度。 2 。 2 支护形式选择 端头范围内的支护形式一般有以下几种 1 反用铰接顶梁， 使楔钩朝上， 但楔口处必须 加水平销， 也可用原两满 上下两巷满收满回 向工 作面延长两根铰接顶梁， 提前加支柱抗压， 达到加大 机头、 机尾处顶梁跨度的目的。有时在放顶线处辅 以特种支架， 如木垛、 密集支柱等。 2 在机头机尾处架设大垮度抬棚， 四对八根支 护， 随工作面推进交替前移；四对八根支护可根据 机头压力大小， 选用迈步式和齐梁式。 3 采用十字顶梁或小梁端头支护， 保证上下两 巷支架稳定。 5 6 4 综采面端头支架支护 。 十字顶梁和小梁端头支护与其它形式的端头支 护相比， 最显著的优点是支护体系的稳定性好， 使用 灵活 ， 通用性强 ， 长短梁都可以接 。十字顶梁与小梁 结构简单， 架设方便、 安全。据对焦煤集团回采工作 面使用该种端头支护 的调查 ， 从未发生过端头 冒顶 事故。实践证明十字顶梁小粱端头支护是有效可靠 的， 在生产中应优先采用 。 3 提高端头支护效果的途径 1 回采工作面运输巷、 回风巷应采用锚杆支 护 ， 这种主动及时的支护方法可充分利用围岩 自身 强度减少围岩变形， 防止顶板离层、 片帮， 顶板下沉 量明显小于架棚巷道， 端头范围内顶板破碎程度降 低 ， 有利于端头支护。焦煤集团古汉 山矿 回风与顺 槽使用锚杆支护后， 顶底板及两帮移近量分别减少 2 2 和 3 9 ． 6 。 2 严格采掘衔接， 尽可能缩短工作面上下平巷 闲置 时间。 3 在复合顶板条件下， 采面端头的局部区域可 用混合支护， 在上下缺口施工时， 超前用锚杆支护顶 板， 防止顶板离层与破碎， 为端头支护创造有利条 件。 [ 作者简介] 连金江， 1 9 6 7 一 ， 男， 河南焦作人， 焦作煤业集团公司九里山矿 工程师， 1 9 9 0年毕 业于焦作矿 院。 [ 牧稿日期] 2 0 0 6 -O l 一1 0 维普资讯