关键词：超前支护 单元式支架 迈步式 循环式 推广应用
一、课题简介
（一）工作面基本概况
1018里工作面位于一采区西翼，东起一采区回风大巷，南距F6正断层40m、距F5正断层25m，西与F4正断层相距15m，北接1018里机风联巷。工作面回采范围内机巷长561m，风巷长574m，工作面长61～132m，顶板标高-347.9m～-389m，煤厚2.8m～5.6m，平均4.36m，煤层倾角8°～22°，平均12°，地质储量为414397t，可采储量为385389t。
（二）工作面两巷的超前支护
机巷采用一排ZQL2×2000/20.6/45单元式支架配合一排走向棚在转载机两侧进行支护。走向棚采用DW45-250/110X型悬浮单体液压支柱配合铰接顶梁（HDJB-1200）一梁两柱支护。单体液压支柱柱距0.6m，单元式支架间距2.7m，单元式支架与单体支护棚间距2.2m。
风巷在巷中两侧采用两排ZQL2×2000/20.6/45单元式支架并齐支护，单元式支架间距2.7m，排距2.3m。
（三）单元式支架参数
支架型号： ZQL2×2000/20.6/45
支撑高度: 2060～4500mm
支撑宽度: 0.9m
初 撑 力： 3092kN（P=31.5MPa）
工作阻力: 4000kN
支护强度: 4.85MPa
对底板平均比压：3.83Mpa
泵站压力： 31.5MPa
操纵方式： 本架控制
立 柱： 双伸缩2根
支架重量： 4.87t
二、关键技术及技术方案
1、关键技术
本课题关键技术是根据两巷实际支护情况及巷道运输条件不同，选取两种不同的移架方式，从而优化了巷道支护方式，节约了支护材料，降低了职工劳动强度，提高了支护效率，解决了因超前支护使用单元式支架难以移动对工作面正常生产造成影响的难题。
2、技术方案
本项目的技术方案是根据1018里工作面两巷超前支护单元式支架不同移架方式进行对比，结合两巷地质条件及巷道高度、宽度，合理选择单元式支架移架方式。
（1）对比移架方式
机巷沿巷中布置一排7架，由于人行道侧宽度有限，不能两架并排放置，选择使用自移装置挪移单元式支架，称为迈步式移架。
风巷沿巷中两侧布置两排单元式支架，每排布置8架，由于风巷巷道宽度、高度满足单元式支架并排放置，选择使用气动单轨吊挪移单元式支架，称为循环式移架。
（2）对比顶底板管理影响
机巷迈步式移架方式对顶底板影响较大，存在反复破坏顶板的可能性。
风巷循环式移架方式对顶底板影响较小，能够及时有效支护顶板。
（3）对比安全管理
机巷迈步式移架主要工作流程为：降架——推移千斤顶伸/收——升架，其特点是操作简单，无需借助其他辅助运输设备，仅采用自移装置即可完成挪移任务。在整个移架过程中，安全威胁较小。
风巷循环式移架主要工作流程为：降架——末架直接由队尾移至排头——升架，其特点是移架距离远，巷道支架仅支撑一次顶板，但长距离循环式移架需借助其他辅助运输设备，运输设备选用气动单轨吊。在整个移架过程中，大件起吊拉重安全威胁较大。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
（4）对比经济效益
机巷迈步式移架方式需要2人工作4小时，共需移动8架，每架的移动距离约为4米，
风巷循环式移架方式需要2人工作3小时，共需移动4架，每架移动距离约为20米，
三、实施过程说明
机巷迈步式移架主要工作流程为：降架——推移千斤顶伸/收——升架，其特点是操作简单，无需借助其他辅助运输设备，仅采用自移装置即可完成挪移任务。
风巷循环式移架主要工作流程为：降架——末架直接由队尾移至排头——升架，其特点是移架距离远，巷道支架仅支撑一次顶板，但长距离循环式移架需借助其他辅助运输设备，运输设备选用气动单轨吊。
四、结论及创新点
1．项目实施结论
根据1018里工作面两巷实际支护情况及巷道运输条件不同，选取两种不同的移架方式，从而优化了巷道支护方式，节约了支护材料，降低了职工劳动强度，提高了支护效率，解决了因超前支护使用单元式支架难以移动对工作面正常生产造成影响的难题。
2．创新点
（1）根据两巷超前支护实际条件，机巷使用一排单元式支架超前支护，风巷使用二排单元式支架超前支护，逐步取代单体支护。
（2）根据工作面两巷实际支护情况，选取不同的移动单元式支架的方式，对两巷超前支护实行差异化管理。
（3）根据工作面两巷运输条件不同，选取不同的单元式支架牵引方式，满足巷道运输要求。
五、成果评价（应用成效及存在问题）
1、应用成效
根据1018里工作面推进3个月实际效果来看，两巷超前支护应用效果良好。两巷单元式支架拉移方式均能满足工作面生产需要，有效的提高了支护效率，降低了职工劳动强度，节约了支护材料的投入。
2、直接经济效益
根据本经济技术一体化课题研究，对 1018里工作面两巷超前支护单元式支架不同拉移方式进行对比分析，基于巷道实际情况，两巷采用不同移架方式，均取得了较好的经济效益，主要效益计算如下：
（1）机巷迈步式移架技术方案经济效益
使用迈步式移架方式时，2人作业4小时完成一个圆班生产需要，共计投入成本约300元（人均每班成本300元）；
若使用单体、铰接顶梁超前支护，3人作业6小时完成一个圆班生产需要，共计投入成本约675元；
综上所述，使用迈步式移架方式，每个圆班可节省投入成本约375元，本工作面约回采6个月，共计节省投入成本约67500元。
（2）风巷循环式移架技术方案经济效益
使用循环式移架方式时，2人作业3小时完成一个圆班生产需要，共计投入成本约225元（人均每班成本300元）；
若使用单体、铰接顶梁超前支护，3人作业8小时完成一个圆班生产需要，共计投入成本约900元；
综上所述，使用循环式移架方式，每个圆班可节省投入成本约675元，本工作面约回采6个月，共计节省投入成本约121500元。
综合以上两种拉移方式，该工作面回采结束预计节省投入成本约189000，直接经济效益可观。
3．间接效益
（1）1018里工作面两巷单元式支架不同拉移方式，有效的提高了支护效率，降低了职工劳动强度，节约了支护材料的投入，降低了安全隐患治理的人力成本投入，有利于工作面回采期间安全高效生产。
（2）收作工作面需事先在切眼内布置单元式支架进行支护，因此，在临近停采线时，将进行巷道超前支护的单元式支架提前撤出，放入到切眼内，可起到支护撤架通道的作用，从而避免了资金的占用。
4.存在问题
（1）支架在支撑顶板时，有可能对巷道顶板的锚杆、锚索造成破坏。这就需要在支架顶梁上部固定数根道木，道木的间距要错开锚杆、锚索的位置，使道木直接接顶。
（2）在操作时，推移千斤顶有可能造成支架组蛇形推进。该缺陷一方面依靠操作工人对推移油缸的灵活控制来克服，另一方面通过侧推千斤顶调节架型，也可以采用单体支柱调正支架 。
六、成果推广建议
1018里工作面两巷单元式支架拉移方式严格按该课题项目的技术方案进行组织施工，项目完成后，该工作面巷道支护稳定，有利于工作面正常回采，有效的提高了支护效率，降低了职工劳动强度，节约了支护材料的投入。矿井后期回采的多个工作面均用单元式支架超前管理，单元式支架拉移方式根据1018里工作面课题项目成果积极推广应用。
参考文献：
[1]沙建磊、冯艳、程小强；综放工作面巷道单元式超前支架研究及应用[J]；科技经济导刊；2019年09期
[2]张德生、牛艳奇、孟峰；综采工作面超前支护技术现状及发展[J]；矿山机械,2014,(8)
[3]马敏；自移式超前支护液压支架的研制与应用研究[J]；内蒙古煤炭经济,2015,(9).
作者简介：潘大炎（1988-），男，学士学位，安徽恒源煤电有限责任公司，五沟煤矿采煤区采煤技术室，Tel:17755727913,Email:pandy13aust@163.com。
详细联系地址：安徽省淮北市濉溪县五沟镇五沟煤矿采煤区采煤技术室 邮编：235131
论文作者: 潘大炎
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/17
标签：工作面论文; 支架论文; 单元论文; 超前论文; 方式论文; 巷道论文; 顶板论文; 《科学与技术》2019年第14期论文;