河南大有能源股份有限公司耿村煤矿
摘要：在煤矿工作面进行超前支护的过程中，通常会采用单体液压支柱的方式。但是随着采煤技术以及机械化水平的快速升级，传统的单体液压支柱方式无法适应现阶段大采高综采工作面的需求。所以在这一过程中必须对大采高综采工作面超前支护技术进行分析，提高支护信息化管理，保证支护的安全施工，增强支护的工作效率。
关键词：大采高综采工作面；超前支护技术；应用分析
传统的单体液压支护方式不仅支撑能力不足，而且无法实现自动化管理，导致支护的安全性能和施工效率受到影响，已经逐渐被淘汰。在这样的背景下必须要加强对于超前支护技术的分析与应用，可以有效避免工作面顶部的煤体松软垮落的问题。
一、工作面超前支护支架
超前支护支架多用于有突出危险的急倾斜煤层、厚煤层的煤层平巷掘进时，为了防止因工作面顶部煤体松软垮落而导致突出，在工作面前方巷道顶部事先打上一排超前支架，增加煤层的稳定性[1]。在进行采煤作业时安全出口会设置在区段回风巷道以及区段运输大巷之间，这样的设计主要是为了及时将生产出来的煤炭以及各种物料及时的运出巷道，并且也可以保证通风效果，为人员移动提供便利。由于大采高综采工作面受到支撑压力的影响，很容易导致顶板发生大面积下沉的问题，所以为了能够保证工作面出口安全，必须要采用超前支护支架的设计。一方面由于巷道断面面积非常大，而且顶板出现不稳定的情况，所以会导致煤层质地可能会在施工的过程中发生沉降，甚至脱落的情况，导致拉架锚固点无法设置，对于工人的人身安全造成极大威胁。在传统的单体液压支柱支护的方式作用下，由于支护效果不明显，而且支护时间过长，无法提高煤矿施工的整体效率。所以，综上对比必须要在大采高综采工作面应用超前支护技术。
二、超前支护支架的主要特点
（一）超前支架支护强度较高
一般来说，采用超前支架的主要功能就是为了保护，而由于顶板的反复支撑很容易造成顶板岩层脱落，利用合理的支撑强度可以保护顶板的破碎程度，依靠支架的支撑作用以及锚杆的固定作用可以避免顶板因为综采作业而出现下沉问题，也可以避免在工作面周期出现片帮、低谷的问题。利用超前支架支护还能够减少采空区造成的不良影响。一般来说，超前支护支架的合理强度在0.04MPa至0.08MPa左右[2]。
（二）超前支护对通风系统的影响
超前支护支架能够利用掩护梁和连杆结构保证支架的整体截面积缩小，可以有效提高风量流速，保证在井下作业中能够拥有足够的进风量增强，整个通风系统的顺畅运行。
（三）避免反复支撑对顶板的破坏
在运用超前支柱支护的过程中，通过自动化控制可以有效调节运行参数，避免反复支撑而造成顶板下沉或破碎的情况，这样也能够更好的保护顶板。
（四）超前支护范围可调控
对于超前支架来说，支护的范围必须要符合设计要求。如果支架支撑长度过长很容易导致支架对于顶板进行破坏，顶板和顶煤的完整性受到影响，严重增加顶板管理的难度。
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（五）超前支护支架的结构
超前支护支架具有前架和后架两组结构，还包括两套电液控制系统或者先导控制系统。通过超前支护支架的结构设计能够减少对于支架的控制，也可以提高对超前支架支护的远程控制，保证支架的支撑范围。有助于减少工人的工作量，提高整个支护的安全性能。
三、超前支护支架在大采高综采工作面中的应用
从目前来看，我国的超前支护支架研究已经得到了突飞猛进的进步，尤其是对于工作阻力支架支撑高度以及支撑范围等相关的参数设计。通过超前支护支架的应用能够有效提高工人的工作环境，保障工人的工作安全。
对于煤矿行业来说，安全始终是第一位，通过利用超前支护支架代替单体液压支柱，能够减轻工人的劳动压力，提高工作效率，另外超前支护支架还可以避免受到采动影响发生的冒顶事故，因为超前支护支架能够对顶部进行合理控制，尤其是对于破碎状顶板能够起到良好的效果。通过这样的方式能够有效减少锚杆的使用，进一步降低施工成本，还可以避免出现冒顶砸伤人的事故[3]。
超前支护支架的配套设施更加先进，因为利用超前支护支架可以实现自动化施工对工序的调整具有非常良好的促进作用，尤其是可以保证支护施工的工作效率大幅度增强。通过超前支护支架的应用，可以保证电液控制系统或者先导控制系统自动化的操作，免去了人工操作的繁琐，对于煤矿企业来说不仅提高生产效率，而且也节省了施工成本。
四、大采高综采工作面超前支护技术的操作规范
在针对实际操作之前，必须要针对支架的安装地点进行充分的勘探，及时发现可能存在的安全隐患问题，并且制定应对处理措施，避免对后续的施工造成影响。在工人布置操作之前应该要严格制定布置计划，并且要加强对于返回路径的设计，避免出现意外事故[4]。在支护操作的规章制度中应该对航道进行及时处理，避免由于碎石掉落问题而发生伤人事故，还要加强巷道壁的平整，保证支撑有效落实，避免出现因为巷道凹凸不平的情况导致支撑效果受到影响。
结论
通过本文针对大采高综采工作面超前支护技术的深入研究，能够明确超前支护支架的主要优势，进一步提高工作面机械化自动化的施工水平，保证了工作面的产量，而且也能够有效减少工人的劳动强度，提高生产效率。
参考文献：
[1]张治国.大采高综放工作面超前支护技术应用[J].煤矿现代化,2018(06):7-9.
[2]付培冬.大采高工作面超前支架支护技术应用探讨[J].江西煤炭科技,2018(02):41-43.
[3]张世豪,李笑笑,苗艳才.大采高工作面机尾巷道超前支护及上隅角三角区端头支护技术研究与应用[J].煤矿开采,2018,23(02):27-29.
[4]李明忠,张德生,刘壮,许义.8.2 m大采高综采工作面超前支护技术研究及应用[J].煤炭科学技术,2017,45(11):32-36.
作者简介
芮作杨，1988-，男，助理工程师，专科，现从事煤矿采煤专业。
论文作者:芮作杨
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/28
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