《大倾角综采超前及下口支护系统技术研究》项目方案设计.docx

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1、大倾角综采超前及下口支护系统技术项目方案设计川煤集团技术中心开采所二〇一九年九月20目录1背景意义42现状分析42.1木支柱超前支护52.2注浆点柱超前支护52.3以锚杆为主体超前支护52.4单体液压支柱超前支护62.5自移式支架超前支护73研究内容73.1大倾角工作面两巷及上下出口矿压显现规律分析83.2大倾角工作面端头支护设计83.2.1设计一组（三架）端头支架83.2.2设计端头支架后连杆和顶连杆93.2.3增设防飞矸装置103.2.4设计行人梯和调整连杆113.2.5设计一种过渡支架113.2.6设计过渡支架与第一端头支架连接装置123.2.7设计端头支架和过渡支架挡矸

2、装置123.2.8端头支架支护效果图133.3大倾角工作面超前支护设计153.3.1设计一种自移式迈步超前支架153.3.2自移式迈步超前支架顶梁结构153.3.3自移式迈步超前支架滑移梁结构173.3.4自移式迈步超前支架调架结构193.3.5自移式迈步超前支架支护效果图193.4大倾角综采超前及端头支护系统技术工业性试验204社会经济效益21201背景意义川煤集团内大倾角综合机械化开采工作面使用的横式端头和单体超前支护。大倾角综采工作面超前及上下出口支护至关重要：①它是顶板压力区、设备集中区和人员出入口；②超前及上下出口采用单体支护，强度不高，顶板空顶较大，隐患较多；③沿空

3、留巷施工时需提供可靠滞后支护。所以必须妥善解决该处的顶板支护问题，避免安全隐患的出现。针对攀煤公司矿井大倾角综采面超前支护出现的状况超前支护采用两排单体支护，造成劳动强度高，支护效果不佳，且偶尔出现靠高帮一侧支护高度不够；下出口横式端头支架支护，设备较重，反复支撑顶板和破坏顶板的锚杆（索），造成移动困难；工作面液压支架开采过程中容易上窜下滑，上下出口使用单体支柱，造成工人劳动强度大、机道存有空顶易漏顶，对生产影响大。开展大倾角综采工作面超前及上下出口支护系统研究，有利于提高矿井的开采水平和安全生产。2现状分析工作面超前支护是综采工作面防护的重点和难点之一。由于矿井开采强度加大，

4、推进速度和自动化程度提高，对工作面端头和超前支护提出了更高的要求；根据《煤矿安全规程》规定：采煤工作面所有安全出口即巷道连接处20m范围内，必须加强支护，综采工作面在此范围内的巷道高度不得低于1.8m，采面两巷20m范围内必须采取20超前支护措施。目前，我国综采工作面上、下巷支护主要采用U型钢、工字钢金属支架，锚杆、锚网、单体液压支柱配铰接顶梁、双排木支柱加横梁、单体液压支柱架板梁等传统超前支护方式，条件好的高产、高效少部分大型矿井采用了新型超前液压支架支护。传统超前支护方式安全性差、技术落后、工人劳动量大、推进速度慢，严重制约工作面快速推速，采用超前液压支架支护是解决该问题的

5、有效途径。2.1木支柱超前支护长期以来，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，大部分为一次性消耗，对森林保护极为不利，因此，发达国家矿业生产已经很少使用。国内由于基础工业和支护设备机械化水平还比较落后，因此目前还有一定的使用量，尤其在小煤窑和小金矿，木支柱仍是主要支护手段。2.2注浆点柱超前支护注浆点柱的主要工作原理是利用砂浆泵将水泥砂浆泵入一个由过滤材料缝制的密封的口袋，砂浆余水由口袋壁面渗透出，口袋内砂浆干凝后支撑采场顶板。一般适用于地下矿山采场临时支撑顶板。注浆点柱是一种被动的支护方式，注浆点柱需一套机械设备系统，材料的运输难同时要连续作业且工序复杂

6、。除少数基础工业发达国家使用注浆点柱外，一般矿山很少使用。2.3以锚杆为主体超前支护锚杆类支护是近几十年来迅速发展起来的一类有效支护方法，在20我国矿山中推广应用的就有十几种。但是，生产实践证明，以锚杆为主体的系列支护也不是万能的，更新更高的支护设备和支护方法正应运而生。2.4单体液压支柱超前支护单体液压支柱按注液方式分为内注式和外注式两种。内注式单体液压支柱使用的工作介质是机油，其结构类似一个油压千斤顶，升柱靠手动。外注式单体液压支柱结构比较简单，类似一个油（汽）缸，升柱靠外部供液管路系统（包括液压泵站），动力介质是含1%、2%或MDT乳化油的乳化液。由于内注式单体液压支柱有

7、几项明显的缺点，加之生产成本比外注式单体液压支柱高，国内煤炭系统已很少使用。目前我国大部分矿井两顺槽超前支护主要采用单体液压支柱配以金属铰接顶梁的支护方法，但是在特殊地质条件下，该支护方法有诸多缺点：①支护强度低：单体液压支柱钻底量大，回撤困难对于顶板压力较大的煤层，达不到支护强度，易造成工作面安全出口处的顶板下沉；②支护速度慢：由于单体液压支柱、金属铰接顶梁回撤速度难以大幅度提高，制约了采煤工作面推进速度，难以实现综采面的高产高效；③劳动强度大：由于支设、回撤单体液压支柱及铰接顶梁频繁，并