煤矿工作面端头支护.docx

PAGE10

煤矿工作面端头支护

前言

在煤矿开采的诸多环节中，工作面端头支护是保障生产安全与高效的关键环节，其重要性不言而喻。工作面端头作为巷道与工作面的连接区域，不仅是人员、设备通行的要道，更是承受多种复杂应力的集中区域。这里的顶板管理难度大，稍有不慎就可能引发顶板垮落等严重事故，对人员生命安全和生产进度造成巨大威胁。因此，深入探讨工作面端头支护的技术与方法，不断优化支护方案，对于煤矿行业的安全稳定发展具有极其重要的现实意义。

1.常见端头支护类型剖析

单体液压支柱加长钢梁组成的迈步抬棚

单体液压支柱加长钢梁组成的迈步抬棚是一种较为传统且应用广泛的端头支护方式。这种支护方式通过单体液压支柱提供强大的支撑力，配合加长钢梁，能够有效地承载顶板压力。其适应性极强，无论是在煤层赋存条件复杂，如煤层厚度变化较大、顶板岩性不稳定的工作面，还是在地质构造复杂，存在断层、褶曲等区域，都能发挥良好的支护作用。

这是因为单体液压支柱可以根据实际情况灵活调整支撑高度和支撑位置，加长钢梁也能根据巷道跨度和顶板状况进行合理布置。然而，该支护方式的缺点也较为明显，支设过程极为费工费时。在实际操作中，需要工作人员逐根安装单体液压支柱，并精确调整其位置和支撑力，同时还要确保加长钢梁的稳固连接，这一系列操作不仅需要耗费大量的人力，而且工序繁琐，严重影响了端头支护的施工效率，进而对整个采煤作业的进度产生一定的制约。

液压支柱配合十字顶梁

单体液压支柱配合十字铰接顶梁端头支护，同样在煤矿开采中占据重要地位。十字铰接顶梁的独特设计，使其能够与单体液压支柱紧密配合，形成稳固的支护结构。这种支护方式在控制顶板方面效果显著，能够有效分散顶板压力，减少顶板垮落的风险，为采煤作业提供较为安全的工作空间。例如，在一些顶板破碎、易冒落的煤层中，通过合理布置单体液压支柱和十字铰接顶梁，能够及时有效地支撑顶板，保障生产的顺利进行。但是，该支护方式在操作上具有一定的复杂性。由于十字铰接顶梁需要与单体液压支柱进行铰接连接，对操作人员的技术水平和操作熟练度要求较高。在实际支设过程中，若操作不当，如铰接不牢固、支柱角度不合适等，可能会导致支护效果大打折扣，甚至引发安全事故。此外，十字铰接顶梁的搬运和安装也相对困难，增加了工人的劳动强度和工作难度。

中部液压支架

利用工作面中部液压支架支护端头时，通常需要进行专门改造。这是因为工作面中部的液压支架在设计上主要是为了适应工作面中部的开采条件，其结构和参数与端头支护的要求存在一定差异。端头区域的巷道跨度较大，顶板压力分布更为复杂，且设备和人员通行频繁，对支护的稳定性和空间要求更高。因此，为了使中部液压支架能够满足端头支护的需要，必须对其进行针对性改造。改造内容可能包括调整支架的结构，如增加顶梁的长度和强度，以更好地覆盖和支撑端头顶板；优化支架的支护方式，使其能够适应端头的特殊受力情况；以及改进支架的推移和控制装置，以确保在端头复杂环境下能够顺利移架和实现有效支护。经过改造后的中部液压支架，在一定程度上能够满足端头支护的要求，提高了支护效率和安全性。然而，这种改造也存在局限性。一方面，改造过程需要投入大量的人力、物力和时间成本，增加了开采成本；另一方面，改造后的支架可能在某些性能上仍然无法完全达到专用端头液压支架的水平，如移架速度和对复杂顶板条件的适应性等。

专用端头液压支架

专用端头液压支架是专门为工作面端头支护设计的设备，具有诸多显著优点。其移架速度快，能够在采煤作业快速推进的过程中，及时有效地对端头顶板进行支护，大大提高了生产效率。同时，该支架的控顶效果极佳，通过合理的结构设计和强大的支撑力，能够很好地控制顶板的下沉和变形，有效降低顶板事故的发生概率，为采煤作业提供了可靠的安全保障。例如，在一些高产高效的现代化煤矿中，专用端头液压支架的应用使得端头支护更加稳定可靠，有力地促进了采煤作业的高效进行。然而，专用端头液压支架对平巷顶底板条件要求较高。它需要平巷顶底板平整，以确保支架能够平稳放置和顺利移动。若顶底板不平整，可能会导致支架倾斜、受力不均，进而影响支护效果，甚至引发支架损坏和顶板事故。此外，专用端头液压支架的购置成本较高，后期的维护和保养也需要专业的技术人员和设备，这对煤矿企业的资金和技术实力提出了较高的要求。

组合式顺槽液压支架的协同支护

组合式顺槽液压支架通过多架联动结构，实现对顺槽与工作面端头的一体化支护。该支护系统通常由主架、副架及侧护装置组成，主架承担顶板主要载荷，副架通过铰接结构实现对巷道侧帮的协同防护。其工作原理基于液压联动控制，可通过电液控制系统实现多架同步升降与推移，显著提升端头区域的支护效率。

技术优势体现在三方面：一是采用大行程伸缩梁设计，可适应顺槽顶板0.8-3.5米的起伏变化，相比传统单体支柱支