关键词：综采面；超前支护；端头支护；技术
在目前高产高效工作面中，超前支护及端头支护的方式已成为制约工作面高产高效的一个重要因素。合理的超前支护可以大大改善顶板的管理，保证工作面的正规循环作业，提高工作面生产的安全系数。超前支护的重要性在国内外已经被认可，对工作面超前支护的研究已经有几十年的历史，主要包括超强应力分布的理论研究、超前支护设备性能的研究、超前支护方式的研究等方面。
1存在的问题
在当前产量逐步提高的同时回采工作面的端头管理在安全生产中也不容小视，回采工作面端头是巷道地压和采动影响应力叠加升高区。回采工作面周围、巷道两侧均有支承压力存在，且分为三区:压力急增区、压力升高区和压力缓升区。
一般说来，回采工作面端头是巷道及回采工作面压力急增区或压力升高区内支承压力分布曲线的叠加。因此，回采工作面端头处是支承压力最大、显现最剧烈、顶板最不易管理的地区；由于设备多、临近工作面切顶线，支护很困难，也是事故的多发区，对于高产高效工作面也是制约其单产进一步提高的关键因素之一。如不改进和完善回采工作面端头支护技术及设备，它必将成为阻碍机械化工作面高产、高效、安全、低耗等指标的重要因素。因此，研究机械化回采工作面端头支护技术与设备是实现高产高效的重要问题之一。
2 超前支护的形式
工作面顺槽超前支护就是为了防止工作面超前支承压力和沿倾斜方向上支承压力的叠加作用而应起的巷道围岩变形、移动和破坏，因此，通过改变支护方式，提高支护设备的支护性能来控制围岩的变形、移动和破坏，经过多年的国内外研究及实践，形成以下几种超前支护方式：
2.1 木支柱支护
长期以来，木支柱是我国煤炭开采的主要支护手段，但木支柱的回收比较困难，且支护性能较差，因此，发达国家已经很少使用，在我国还有一定的使用，不过多为一些小煤窑。
2.2 注浆点柱支护
注浆点柱的主要工作原理是利用砂浆泵将水泥砂浆送入一个由过滤材料缝制的密封口袋，砂浆余水由口袋壁面渗出，口袋内砂浆干凝后支撑顶板。该种方法对于材料的运输难以连续且工序复杂，因此，在少数基础工业发达的国家有所使用，在我国很少用使用。
2.3 单体液压支柱支护
单体液压支柱支护是国内外最常见的一种超前支护方式，国内外对单体液压支柱上的研究最多，也取得了突出的进步。单体支柱由内注液式的发展为外注液式的，由活塞式的发展为柱塞悬浮式的，由使用液压油发展到使用乳化液，再到使用矿井水的，由小流量的发展到大流量的。我国主要围绕外注式单体液压支柱进行研究，在DZ型单体液压支柱的基础上发展了DZC型、PDZ型等适合于跑采工作面支护；适合薄煤层工作面用的SDZ型双伸缩支柱；适合高工作面的髓性轻合金支柱和DH型双活铰支柱。
2.4 以锚杆为主的支护体系
以锚杆为主的支护体系来作为工作面顺槽的超前支护方式的研究相对较少，在我国山东新汶、安徽淮南等矿区有所使用，由于该种方法支护费用相对较高，多使用于局部范围内的超前支护，国内外对其的研究也相对很少。
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2.5 超前液压支架支护
超前液压支架在工作面顺槽超前支护中，由于其稳定性好而得到应用，超前支护液压支架的研究从非自移式发展到自移式。为适应巷道变形量，通过分析研究，中国矿业大学设计了一种可缩性的巷道支架，该支架以四边形结构作为主体结构，该种超前支护支架特别适应截面变化大的巷道，在很多矿区也取得较好的应用；煤炭科学研究总院北京开采所研制了一种ZTQ型气（水）垫液压自移支架；平顶山矿务局十矿与煤炭科学总院太原分院联合开发了一种巷道液压支架，并在平顶山矿务局十矿进行了应用。随着我国煤炭水平的发展，超前支护支架的研制也得到较好的发展，神华集团研制采用整体式超前支架，包括1架机巷（ZY-DC3000/28/47）专用支架和2架风巷专用支架（ZFDC3000/26.5/47），其中风巷专用支架两架为一组，联合使用，在神华集团补连塔等煤矿取得较好的应用效果；兖矿集团工作面进风巷研制采用了分体式超前支架（ZCZ13000/23/37），分体式超前支架分别布置在转载机的两侧，在兖矿集团几个煤矿取得较好的应用效果。
3 超前支护的发展
对于工作面端头，由于其悬顶面积大，压力较大，且压力极其不稳定，也是综采工作面的事故多发区。过去许多年内，国内外在综采面端头应用的支护方式主要以木支护、摩擦式金属支柱或单体液压支柱为主，且支护方式相对单一，对端头支护的研究多停留在理论研究方面，支护设备上的研究受许多因素的制约，以致因支护状况不佳而在综采面端头出现人身伤亡事故占综采事故约53%，近年来，我国综采面端头顶板事故数量虽然逐年减少，但事故率仍居高不下，再加上单一的端头支护劳动强度大，国内外企业、科研单位等机构纷纷对端头支护的方式及设备进行了深入的研究，取得了许多研究成果。
3.1 金属十字绞接顶梁支护
试验研究表明，金属十字绞接顶梁支护方式适用于回采巷道采用锚杆支护或巷道压力较大,变形严重的工作面端头。在工作面端头及超前维护段内,通过架十字顶梁并相互绞接构成图示的“井”字形承载体,在每个十字顶梁下支设一根单体液压支柱,组成具有较高强度和稳定性的端头支护体系。
3.2 组合大板抬棚支护
大板抬棚支护对工作面长度的适应性强，操作简单，在同等条件下此支护容易实现高产，但工作面压力稍大时，就出现大板变形、折断等现象，材料消耗大。
3.3 端头液压支架支护
端头液压支架支护是目前综采面端头最安全的支护方式，也是最新的研究成果，端头液压支架最常见的是采用两组支架或一主两副的形式，互为支点靠架间液压推移装置迈步前移。它适用于工作面倾角较小，巷道断面大，顶板压力不大且比较完整的条件。这种方式人员操作安全，劳动强度小，操作简单。
4 结束语
欲保证布置在端头的多台相关的采支运设备协调的工作，顺利地完成多种工序作业，不因端头作业落后影响回采工作面快速推进，就必须改善传统的回采工作面端头支护技术。随着我国国民经济发展以及综采和高档普采工作面单产的提高、回采工作面快速推进的需要，改善端头支护技术是煤炭生产发展的需要。
参考文献 ：
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论文作者:刘士强
论文发表刊物:《工程管理前沿》2020年3期
论文发表时间:2020/4/3
标签：工作面论文; 超前论文; 支架论文; 巷道论文; 液压论文; 支柱论文; 压力论文; 《工程管理前沿》2020年3期论文;