摘要：随着我国科学的提升，机械化采煤在我国已十分普及。而利用液压支架工作面支护也随之普及开来。该技术虽稳定性强，但我国煤炭开采企业对其认识仍有不足，所以本文就是在这一前提下，详细论述了机械化采煤工作面支护技术，主要分析了对应的支架类型、规格，并论述了超前支护的技术现状，希望通过本文的相关支护技术的论述，可以有效的提升我国煤矿工作的安全性。
关键词：机械化采煤；工作面；稳定性；支护技术
前 言：目前我国的能源结构中煤炭占比依旧很大，煤炭在人们生活以及工作中都是发挥着重要的作用，但是就目前而言，我国国内的浅层煤炭开采技术已日趋成熟，但深层煤炭的机械化开采相对就要差的多。并且加之在开采煤炭时，地质结构对其影响很大，对于机械化采煤工作面的支护就是保证煤炭开采安全性的重要保障，也是保证我们采挖效率的前提。
一、工作面支护遇到的问题
随着煤井的延伸，其对应的巷道所承受的压力也就越大，尤其是在断面较大时，机械化采煤工作面的支护难度会更高。而且如果这时顶板的岩体是由砂质泥岩、很薄的砂岩等脆弱岩体构成，那么支护难度会提升数倍。像岩层易碎裂时，我们就需要采用高强度的支护材料来保证其支撑的稳固性。所以为了确保巷道的稳定，机械化采煤的工作面必须选用最适合的支护技术来进行支护。但是工作面支护也是遇到了很多的问题
第一，单体支柱下的结构虽比传统支柱更为优越，但是其对应的工作理念并未随之提升，设计不合理。第二，煤层顶板条件一定时，企业会选择较大的单体支护密度，造成设备承载小，单体支柱效力发挥不畅。第三，支柱、回柱需要花费很多时间循环，影响推进速度，限制采煤的经济效益。第四，支护质量监控技术的有效应用提供了更为全面、准确的工况数据，而受顶底板、地质的限制，结合侦测的数据我们就需要因地制宜选择支护技术。
二、支架的选择
（一）支架的主要类型
基于支护支架结构、特点各异，所以机械化采煤的液压支架可以分为支撑掩护式、支撑式、掩护式。并且根据其对应的应用范围差异，类型也多样，厚度30到50米的煤层开采多是液压支架。在选择支架时需要结合工作面以及地质情况综合选择，以满足技术、工程实际需求为准。当然如果该煤层的顶板己经破损，掩护式液压支架最为适合。
（二）支架的主要规格
支架规格选择以工作面煤层厚度作为主要参考，其要高于煤层高度才可以，支架最小高度不能低于煤层最薄处厚度，这样支架自身支护效果才会有保证，工作面施工也才会安全。
（三）支架的工作阻力
液压支架能力计算时，我们首先就要分析煤矿工作面顶板和基本顶，确定对应的支护阻力。当然机械化采煤使用的液压支架对应的最大支护能力是需要远远大于工作面的支护阻力才可以满足生产要求，当然这也是实现工作面稳定性、安全性的技术保障。
三、工作面两巷的超前支护
在煤矿开采时，煤矿整体稳定性影响最大的是动压作用，而工作面的两巷作用力则是最直接作用力。所以我们为降低动压作用的影响，就需要开展相应的保护性支护工作。超前支护应运而生，我国一般会超前支护25米，多以拱形金属支架顶梁支护等，这些金属支架能有效的提升支护效果，高度多是控制在15米左右，侧方向0.8米以上，当然还会提前探测2前方煤层的具体数据。拱形梁借助单体液压支架可以有效的衔接顶梁，借助钢丝绳固定后，能够确保工作面的支护稳定。我们可以通过下图1来了解这一种超前支护的技术交底。
图1 超前支护的技术交底
与拱形金属支架支护不同，工作面的临时支护多是梯形木棚支护，这一种非永久支护形式，浅井、小压力煤矿比较常见。梯形木棚顶梁多是借助单体液压支架以衔接顶梁，虽然和其他支护方式相比，该形式更加的简单，容易操作，然而却无法长期使用。而双向铰接顶梁可以有效降低梯形木棚支护的十字顶梁支护铆接过多问题，同时还可以有效的提升横向铰接的利用效率。该方式主要是沿倾向、沿走向连接，施工难度低，应用中只要加强对顶梁的连续铰接关注度就可以有效保证支护质量。
四、顺槽支护问题
当需要开采15平方米以上的顺槽断面煤矿时，锚索、锚杆已经难以实现强度的提升，这就造成实际工作中变形问题频发。为有效的解决这一情况，机械化采煤工作面的高强度组合锚杆支护就是必不可少的，该方式可以有效提升预应力受力状态，保证支护的稳定性。经过实践证明，组合锚杆支护能显著提升工作面的稳定性，能够有效的降低顺槽顶板、底板对应的移进量，其变形概率也是被降低数倍。并且该支护技术在改善的同时还可以实现对维修次数的控制，能降低煤炭开采成本。目前而言，顺槽工作面支护中这一支护方式应用十分普遍。
五、工作面顶板支护问题
煤矿的顶板支柱在机械化采煤中对于其巷道的工作面会产生直接的影响，是主要的手里单位，所以我们就必须针对不同类型的顶板结构，结合自身的技术优势选用不同的支护形式，进而达到有效支护的目的。
（一）破碎顶板的支护
我们在对破碎顶板进行支护时，首先就是要保证施工人员的安全，因此就需要借助掩护式液压支架进行支护。并且为防止落石，工作面还需金属网配套铺设，同时还要适当的增加顶架设备的应用。当然在破碎顶板的支护中，金属网铺设就是最为重要的环节，也是提升工作面安全性的重要保障，我们可以借助走向梁架设金属网，从而有效的提升其控顶能力。
（二）坚硬顶板的支护
比较坚硬的顶板下机械化采煤时，我们决不可因为顶板的承受性好就马虎大意，大面积顶板如果压力过大，也是会出现瞬间坍塌事故，如果这时液压支架承受不住，就会造成严重的人员伤亡事故。所以坚硬顶板的支护就要选择吨位更高的液压支架支护，同时我们还可以借助顶板高压注水来提升支护的强度。同时还可以借助孔深爆破技术，放顶落煤，减少危险性，进而有效的避免坚硬顶板的坍塌问题，从而保证企业的机械化采煤可以顺利进行。
（三）易片帮煤壁支护
如果煤壁出现片帮问题，那么施工单位就必须立即重视这一问题，否则就会严重影响煤矿的整体工程，所以开采企业要有效预防这一问题。首先，机械化采煤的工作面要有效管理，提升施工效率，进而有效的降低工作面的循环周期，并且积极的完善相关的流程和技术，减少煤壁暴露时间。第二，科学选择支护类型，具体问题具体分析，支架装置适用性必须要好，这样才可以提升工作面的支护能力。若发生片帮，及时上报以及采取应急对策，避免冒顶，及时移架，进而确保工作面稳定。
总 结：总的来说，机械化采煤工作面的支护技术重要性不言而喻。所以我国的相关煤矿企业要积极的提升煤矿工作面支护效果，不断学习国外先进经验，强化煤矿生产稳定性，并且积极探索和创新，在实践中总结问题，寻求更加适合的应对方案。当然我国目前的机械化采煤工作仍存在较多的问题，支护技术也是需要进一步的升级和完善，所以希望通过本文的相关论述，可以有效提升我国煤矿工作的安全性，为我国煤炭行业的综合发展提供一定的技术理论支持。
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作者简介：葛永刚（1978—），男，汉，山西长治人，本科，2014年毕业于辽宁科技大学采矿工程专业，助理工程师，研究方向：煤矿开采。
论文作者:葛永刚
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/9
标签：工作面论文; 顶板论文; 支架论文; 煤矿论文; 技术论文; 顶梁论文; 液压论文; 《基层建设》2019年第25期论文;