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浅谈综采工作面端头支护技术
【摘 要】 放顶煤工作面在解决了工作面支架、采煤机、输送机和过渡支架各环节设备配套后，还有一个影响和制约放顶煤开采效益发挥的重要因素—端头支护。要想提高放顶煤工作面设备的利用率和效率，必须重点研究端头支护技术。本文首先介绍了放顶煤端头液压支架技术条件，阐述了放顶煤工作面端头支护要求，重点论述放顶煤端头液压支架的主要技术要求，为促进矿井的安全发展提供有力的技术支持。
【关键词】 放顶煤 端头支护 工作面 安全生产
随着我国采煤技术的迅速发展，采煤机械化与综采工作面端头支护落后的矛盾变得越来越突出，如不改进和完善回采工作面端头支护技术及设备，必将影响综采工作面高产、高效、安全生产。因此，研究综采工作面端头支护技术与设备迫在眉睫。
1 放顶煤端头液压支架技术条件
随着放顶煤技术的发展，对综放工作面的单产要求也越来越高。根据统计资料，提高设备开机率、加快推进速度、提高工人的工作效率是提高工作面单产的有效途径。但是，要保证放顶煤工作面的高推进速度，如果端头支护状态不佳，多台设备得不到有效保护，多项工序不能正常进行，那么提高工作面单产就不可能实现。而且，放顶煤工作面端头作业劳动量相当大，据有关资料介绍，德国的放顶煤工作面端头劳动消耗占工作面用工总数的25%，我国一些使用较好的局矿端头劳动消耗也在30%以上，个别40%。因而，解决放顶煤工作面的端头支护，研制和设计能适应放顶煤工作面的配套端头支架，实现端头作业的机械化，是减少工人笨重的体力劳动，降低事故率、提高工作面推进速度、实现高产高效的关键。放顶煤工作面端头虽然占用面积不大，但端头区是巷道和工作面交汇处，围岩在多种支承压力作用下，受采动影响最大，矿压显现复杂，无立柱支护空间大，所以端头既是顶板维护的重点，又是顶板控制的难点。目前，在放顶煤工艺上，为保证端头的维护，一般上下排头架不放煤，影响了全综放面的煤炭采出率，特别是对于短工作面，其损失更明显。设计适合于放顶煤工作面的端头支架就成为解决这些矛盾的重要途径。
2 放顶煤工作面上端头支护要求
放顶煤工作面上端头是指放顶煤工作面与回风巷的交汇处，具有以下特点：
（1）放顶煤工作面上端头布置有刮板输送机机尾以及其他一些附属设备，端头支护必须有利于这些设备的安全运行以及综放工作面的正常推进。（2）放顶煤工作面上端头一般是工作面通风的回风口，为保证工作面的安全生产，端头支护必须有足够的通风断面。（3）放顶煤工作面上端头是工作面人员的进出通道，又是事故多发地段，端头支护必须牢固可靠，以保证行人的绝对安全。（4）放顶煤工作面上端头是采煤机斜切进刀的地点，为减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率，端头支护必须有利于采煤机自开切口。（5）端头处在放顶煤工作面边缘，由于顶板一侧有煤柱支撑，形成三角形悬顶，因此，在不采用沿空留巷时，端头支架应有较大的切顶能力。
3 放顶煤工作面下端头支护要求
放顶煤工作面下端头是指工作面与运输巷的交汇处。和上端头相比，该区域布置设备更多，包括刮板输送机机头、转载机机尾等。因此，下端头支护除应满足上端头支护要求外，还有以下几个方面的特点：
（1）放顶煤工作面下端头设备复杂，体积庞大，要求端头支架不但要保证各种机电设备得到正常维护，而且有较大的无立柱空间，以保证此处设备的正常运转及顺利前移。
（2）端头支架不但要保证刮板输送机机头及自身的顺利前移，而且要保证转载机及破碎机的前移，因而对端头支架的推移力及拉架力有更高的要求。
总之，放顶煤工作面端头支架必须满足与放顶煤工作面回采巷道机电设备的配套性，支护面积大、无立柱空间大，有护巷及护帮能力，利于拆棚和替棚，系统运动灵活，推拉力满足要求，保证设备的正常运转及工作面的推进要求。
4 放顶煤端头液压支架的主要技术要求
放顶煤端头液压支架应具备适应放顶煤工作面地质条件、巷道尺寸、配套设备及方便使用的性能，主要的技术要求包括以下几个方面：
4.1 配套性
工作面刮板输送机中心线与端头支架中心线垂直布置，机头在端头支架的纵向空间内纵向移动，刮板输送机机头向前移动是依靠过渡支架，端头支架放置机头的纵向空间应大于机头横向最大尺寸与步距之和。对于双输送机放顶煤端头支架，放置机头的两个纵向空间不但应满足此项要求，而且还必须满足前后部输送机中心线距离要求。
4.2 行人要求
工作面端头区是工作人员的交通要道，又是事故多发地段，因此，放顶煤端头支架必须有足够的行人空间，保证人员安全顺利通过。按《端头液压支架技术条件》要求，端头支架内最小通道宽度应大于500mm。
4.3 对巷道的适应能力
对于两架或三架一组的中置式放顶煤端头液压支架，整架均放置在巷道内，架体应有适应巷道尺寸变化的能力，才能充分发挥端头支架的作用。由于端头支架纵向长度较长，在拉架过程中很容易造成歪斜，使移架困难，为此，顶梁应设备数组调架装置，包括连接头、调架千斤顶等，必要时，底座上应设备调架千斤顶。
4.4 放顶煤端头液压支架与转载机的配套性
对于中置式端头支架，转载机均放置在支架内部，架体内放置转载机的槽宽应能适应所选型号的转载机宽度要求，连接转载机与端头支架的推移梁也应与所选型号的转载机配套。转载机是依靠端头支架所有推移千斤顶共同作用向前推进的，而端头支架的移动则是其中一架以另一架或另两架和转载机为支点向前移动，因此，对端头支架的推移机构，应能实现同步推进，交替拉架。
5 结语
总之，随着综采技术的发展和工作面推进速度的加快，端头支架的普及率也会越来越广，端头支架的作用也越来越大。新型的端头液压支架能实现自移架并和推移转载机等设备配套，并能有效地将端头工作面与采空区隔离开，防止矸石涌入，不仅解决了机械化采煤端头区顶板管理落后于采煤机工作面的矛盾，也加快了采煤工作面向前推进的速度，并改善和提高了采煤与运输等设备的效能，促进了矿井的安全、可持续发展。
参考文献：
[1]徐永圻.中国采煤方法图集[M].江苏徐州：中国矿业大学出版社，1990.
[2]毕华照，宋振骐，乔福祥.煤矿顶板事故的防治[M].北京：煤炭工业出版社，1991.
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