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2020 年 5 月2020 年第 5 期 综采工作面回采过程中，随着回采作业的推进， 采空区顶板逐渐出现悬伸情况，其受力状态类似于悬 臂梁，而当采空区顶板因悬伸过大而垮落后，断裂的 基本顶在采空区一侧受到垮落岩石的支撑，另一侧则 插入工作面煤壁上方的顶板内，此时顶板的受力转变 为砌体梁状态，因此在工作面后的煤壁上方、进回风 巷道上方出现超前应力分布。若相应位置支护不当， 易造成煤柱承压过大，出现煤体片帮、巷道变形，甚 至冒顶伤人，并堵塞进风口和回风口[1-3]。 为防止超前应力对巷道顶板和煤柱等造成破坏， 需及时对综采工作面两巷顶板进行支护。另外，工作 面两巷的支护与管理除包括巷道本体外，还包括工作 面的上下端头，因为上下端头是进风巷、回风巷与工 作面的关键交汇点，是物料、煤炭、风流、人员等的 进出要道，且该位置的控顶面积较大，并靠近受超前 应力影响的巷道口，因此容易出现下沉、松动等情况， 在回采期间应重点关注。 针对以上问题，本文将以余吾矿为例，对综采工 作面两巷及端头的支护与管理方法进行研究。 1综采工作面概况 余吾矿采用倾斜长壁，综合机械化低位放顶煤一次 采全高全部垮落采煤法。工作面采高为 3.2 m，长度为 162 m，平均宽度为 5.16 m，最大控顶距为 5 560 mm， 最小控顶距为 4 760 mm，推移步距为 800 mm。工作 面为 U 形结构，运输顺槽长 1 360 m，回风顺槽长 1 360 m，煤层厚度 6.88 m，容重 1.38 t/m3。工作面直 接顶以砂质泥岩为主，厚度 1.55 m，薄层状，节理发 育，按顶板的坚硬程度、稳定程度及对工作面矿压影响 程度划分，为Ⅱ类中等稳定顶板；基本顶为砂岩，厚度 为 12.193 m，中厚层状，均匀层理，属Ⅱ级顶板，来 压明显；直接底厚度 1.25 m，以细中粒砂岩为主，具 小型交错层理；基本底厚度 4.55 m，成分以石英为主， 具波状层理及小型交错层理。 余吾矿 10226 综采工作面为“孤岛”工作面，根据 以往经验，工作面回采期间，风巷和运巷均有可能出现 巷道顶板压力增大、顶板下沉、两帮煤墙受应力影响挤 压变形、底板底鼓等一系列地层应力显现现象，应注意 加强支护与管理。 2综采工作面两巷超前支护措施 2.1巷道掘进支护措施 2.1.1运输顺槽掘进支护 运输顺槽断面尺寸为 4.6 m伊3.0 m，其内布置皮带 输送机和电气列车各 1 部，墙体周边悬挂电缆、管路 等。在运输顺槽初始掘进时，已对顶板和煤墙采取以下 支护措施a 顶板支护。采用“锚杆W 型钢带网锚 索”联合支护方式，锚杆间排距 800 mm伊800 mm，每 排布置 6 根。顶锚索采用二、三布置方式，即 1 排 2根， 1 排 3 根，排距 800 mm。2 根锚索间距 1 600 mm，布 置在巷道中心线对称两侧；3 根锚索间距 1400 mm，中 收稿日期2020-03-13 作者简介冶明清，1982年生，男，山西大同人，2017年毕业于太 原理工大学采矿工程专业，助理工程师。 综采工作面两巷及端头的支护与管理方法研究 冶明清 （ 同煤集团同家梁煤矿，山西 大同 037025 ） 摘要 针对煤矿综采工作面两巷及端头的支护与管理问题，以余吾矿为例，首先介绍了综采工作面概况，其次分别 对运输顺槽和回风顺槽的掘进支护措施、超前支护措施及顶板开裂情况下的特殊支护措施等进行了研究，再次分析了工 作面上下端头的支护方式和注意事项等，最后提出了综采工作面两巷及端头的矿压和变形监测方法。 关键词 综采工作面；两巷；端头；超前支护；矿压监测 中图分类号 TD353文献标识码 A文章编号 2095-0802-202005-0127-03 Research on Support and Management s of Two Lanes and Ends in Fully Mechanized Mining Face YE Mingqing Tongjialiang Coal Mine, Datong Coal Mine Group, Datong 037025, Shanxi, China Abstract Aiming at the problems of support and management of the two lanes and ends of the fully mechanized mining face, this paper took Yuwu Coal Mine as an example, firstly introduced the general situation of the fully mechanized mining face, then studied the driving and supporting measures of the transport and return air chute, the advanced supporting measures and the special supporting measures under the condition of the roof cracking, and then analyzed the supporting s and precautions of the upper and lower ends of the working face, and finally put forward the monitoring s of the mine pressure and deation of the two lanes and the ends of the fully mechanized mining face. Key words fully mechanized mining face; two lanes; ends; advanced support; mine pressure monitoring （总第 176 期） 技术研究 127 2020 年第 5 期2020 年 5 月 间锚索在巷道中心，两帮锚索布置在两侧。b 两帮煤 墙支护。采用“锚杆梯子梁网锚索”联合支护方 式，帮锚杆等间距布置，每排 4 根，间距 800 mm，排 距 800 mm；巷帮使用锚索支护，每排 2 根，间距 1 300 mm，排距 1 600 mm，上部锚索距顶板 800 mm， 下部锚索距底板 1 000 mm，锚索垂直两帮水平布置。 2.1.2回风顺槽掘进支护 回风顺槽断面尺寸为 4.5 m伊3.0 m，巷道内布置 SQ-80/75B 型无极绳绞车 1 部，用于本工作面回风巷道 的材料运输作业。在回风顺槽初始掘进时，已对顶板 和煤墙采取以下支护措施a 顶板支护。采用“锚杆 W 型钢带网锚索”联合支护方式，锚杆间排距 840 mm800 mm，每排布置 6 根；顶板锚索采用二、 三布置方式即可。b 两帮支护。采用“锚杆梯子梁网 锚索”联合支护方式，帮锚杆等间距布置，每排 4 根， 间距 800 mm，排距 800 mm。帮上部锚杆水平方向上 斜 20毅布置，距顶板 300 mm，其余按水平安设；帮下 部锚杆距底 400 mm。巷帮锚索间距 1 300 mm，排距 800 mm，锚索距离顶板 800 mm，距离底板 1 000 mm。 2.2两巷超前支护措施 2.2.1运输顺槽的超前支护 运输顺槽的超前维护棚设计架设距离为 50 m，如 图 1 所示。具体架设方案如下a 在超前工作面 22 m 范围内，使用单体液压柱 仔 型钢梁维护棚，其中，不 受周边设备影响区段共计 16 m，架设为一梁三柱型； 受周边设备影响区共计 6 m，架设为一梁两柱型。棚距 均为 800 mm。受周边设备影响位置包括端头架前梁 （ 2 m ） 、端头架前方转载机行人过桥处 （ 1 m ） 、破炭器 护罩处 （ 3 m ）。b 其余 28 m 区段架设一梁两柱型单 体柱 仔 型钢梁维护棚，棚距800 mm。 单位mm 2.2.2回风顺槽的超前支护 回风顺槽的超前维护棚设计架设距离为 50 m，具 体架设方案如下a 超前工作面 30 m 范围内，架设一 梁四柱型单体柱 仔 型钢梁维护棚，棚距 800 mm； b 其余 20 m 区段架设一梁三柱型单体柱 仔 型钢梁维 护棚，棚距 800 mm。具体布置参数参考图 1。 2.3特殊支护措施 对于孤岛工作面，两巷的超前维护区可能因顶板 压力过大而出现下沉、开裂等情况，此时应采取以下 措施a 在现有维护棚基础上采取套棚措施，即在相 邻 2 架棚之间再架设 1 架维护棚，则棚距由 800 mm 缩 短为 400 mm，所使用的设备与原支护相同；b 在运输 顺槽受周边设备影响的各位置，如果出现顶板明显下沉 等情况，先增设一梁两柱型套棚，待转载机推进离开此 区域后，再及时增补一梁三柱型套棚；c 加强巷道顶板 离层监测和预报工作，在巷道顶锚索多处出现异常变化 时，即应开始架设套棚，做到提前防范、提前准备。 3综采工作面端头支护 3.1端头支护方式 工作面与运输顺槽连接的位置称为“上端头” ，与 回风顺槽连接的位置称为“下端头” 。图 2 为工作面端 头支护示意图。如图 2 所示，上端头采用 1 组 ZPT12000/ 22/38 型端头液压支架，并配合排头架进行支护；下端 头采用 3 组 ZFG6500/20/35 型排尾架进行支护。 图 2工作面端头支护示意图 3.2端头支架的操作与注意事项 为提升控制的灵活性，端头支架采用手动控制，通 过操作液压支架阀组的控制手柄，使进、回液管路的液 体进入各自独立的分支系统管路、液压元件及执行机构。 在操作端头支架时，需注意以下安全事项[4-6]a 在移架 过程中，严禁在所移支架内及两侧站立人员；b 移架 时，升降支架速度要快，且保证一次到位，降架不得超 过 200 mm，并随时通过调整防倒千斤调正支架，使移 后的支架与底板垂直；c 升降支架时，需确保周围的支 架处于支护状态，并检查处于伸缩梁处的棚梁有无支护。图 1运输顺槽超前支护布置图 b B-B剖面 a A-A剖面 仔梁 100100 300300 2 060 单体柱 单体柱 单体柱 1 000 100100 300300 仔梁 回风顺槽 运输顺槽 BB BB回采方向 工作面 3 060 端头架 排头架正规架 工作面排尾架维护棚 采煤机 前溜 单体柱 转载机 轨道 回采方向 皮带输送机 运输顺槽 回风顺槽 单位mm 128 2020 年 5 月2020 年第 5 期 （上接 58 页） 同时，增加郊野田园绿道，并与山地森林绿道、滨水 游憩绿道衔接，结合历史文化镇村、特色田园小镇、 特色乡野景观，构建农林观光廊道。 城市绿道网的规划和建设可以为大气扩散通道提 供有力的支持，城市绿道网将具有较高自然和历史文 化价值的各类郊野公园、自然保护区、风景名胜区、 历史古迹等重要节点串联起来，通过建设完善的配套 设施，对一定宽度的绿化区域 （绿道控制区） 实施空 间管制，形成自然与人文相结合的绿色“廊道” 。绿道 网分为都市型绿道、郊野型绿道和生态型绿道，并设 置绿化控制区和绿化缓冲区，联络破碎化的生态斑点， 在绿道沿线维育绿色隔离带，合理配置植物群落，恢 复绿道沿线的动植物生境，构筑连续的生态系统，保 护生态多样性[8]。 c 作为城市扩散通道的绿地弧应达到一定的长度 和范围，理想的“条或弧”要能与城市外界相连通， 绿地弧可在规划的主干线两侧设置绿化隔离带 （不少 于 30 m ） ，形成一定的规模；其长度相对于城市的长宽 边界不少于 1/4，“条或弧”的直线夹角不大于 30毅。 在隔离带两侧 100耀200 m 范围内，建筑物要进行阶梯 状限高，既保证了城市建筑有良好的视界，也保证了 城市风道的畅通。 4结语 上述规划思想和城市绿道网建设，加大了城市绿 化面积，连通了城市公共绿地和城市河湖水体，减少 了逆温的形成条件；调整和完善城市规划，使城市绿 地、城市绿道与符合一定条件的城市主干道有机连通， 完善城市扩散通道；在加强污染物控制、减少污染排 放的前提下，对城市空气质量改善、减少重污染空气 时间有一定的积极作用。 注本文在编写过程中参考了 公园绿地管理及 设施维护手册 （ 内政部营建署，1999 ） 。 参考文献 ［1］ 袁铭.庭院绿地城镇生态与景观融合的亮丽名片 ［J］ .现 代园艺， 201517 103-104. ［2］ 中华人民共和国住房和城乡建设部.GB/T 513282018 城市 综合交通体系规划标准 ［S］ .北京 中国建筑工业出版社， 2019. ［3］ 李力， 宁军， 张浩.城市生态河道建设方法探索 ［J］ .南阳师范 学院学报， 20109 72-74. ［4］ YUTAKA T， JOHAN I U.Evolution of river management in Japan from focus on economic benefits to a comprehensive view ［J］ .Global environmental change， 2004， 14Suppl 63-70. ［5］ 中华人民共和国建设部， 建城字第 784 号.城市绿化规划建设 指标的规定 ［S］ .1994-01-01. ［6］ 北京市园林局.CJJ 4892 公园设计规范 ［S］ .北京 中国建筑 工业出版社， 1993. ［7］ 南京市绿化园林局， 南京市规划和自然资源局， 宁政复 〔2019〕 128 号.南京市绿道总体规划20192035 年 ［S］ .2019-11-06. ［8］ 广东省住房城乡建设厅， 粤建规 〔2012〕 40 号.广东省绿道网 建设总体规划20112015 年 ［S］ .2012-05-07. 责任编辑白洁 4综采工作面两巷及端头的矿压监测 在综采工作面两巷及端头的支护与管理中，矿压 监测是很重要的一项内容，可及时发现和预防巷道变 形，并采取相应措施。监测方法如下a 单体柱初撑 力监测。在工作面两巷超前支护区段，应各配备 2 套 SY60 型矿用单体液压支柱阻力监测仪，每日由综采队 班组负责人对单体柱的初撑力进行随机观测抽检，两 巷超前支护区段各抽检单体柱数量不少于 10 个，观测 记录形成报表。b 巷道顶板离层监测。工作面两巷每 隔 50 m 设置一处顶板离层指示仪监测点，每周固定时 间使用 DBY-3 型顶板离层指示仪对两巷顶板离层情况 进行监测，并记录形成报表。c 巷道断面变形监测。 工作面两巷每隔 50 m 设置一处巷道变形监测点，每周 固定时间使用米尺对巷道的表面位移情况进行测量。 d 端头液压支架压力监测。液压支架上安装有矿压自 动监测系统，应每日安排专人进行人工数据采集，并 形成数据报表。 5结语 余吾矿 10226 综采工作面为“孤岛”工作面，为防 止两巷出现顶板下沉、两帮变形、底板底鼓等现象， 采取了以下措施a 工作面两巷的顶板和两帮分别采 用了“锚杆W型钢带网锚索”和“锚杆梯子梁网 锚索”的联合支护方式，具体支护参数因断面尺寸和 地质状况而异；b 工作面两巷的超前支护采用了“单 体液压柱 仔 型钢梁维护棚”形式，不同区段需根据巷 道内其余设备的布置情况调整单体液压柱的布置，同 时，为进一步防止两巷顶板下沉开裂，可采取诸如缩 短棚距、增加套棚、顶板离层监测等特殊措施；c 在 综采工作面端头应手动控制端头支架进行灵活支护， 避免对周边设备造成干扰；d 为及时掌握工作面两巷 及端头的矿压和巷道变形情况，应进行单体柱初撑力 监测、巷道顶板离层监测、巷道断面变形监测、端头液 压支架压力监测等。 研究内容对煤矿工作面两巷及端头的支护与管理 具有积极的参考意义。 参考文献 ［1］ 许会成.综采工作面两巷及端头支护管理综合措施研究 ［J］ .山 东煤炭科技， 20194 39-40. ［2］ 杜振伦.孤岛工作面回采支承压力及超前巷道支护技术研究 ［J］ . 安徽科技， 201711 46-49. ［3］ 王升.端头及超前支架在孙疃煤矿 1045 综采工作面的应用 ［J］ . 山东工业技术， 201712 96. ［4］ 郭荣柯， 李小静.复合顶板综采面超前支承压力分布研究 ［J］ . 采矿技术， 2016， 161 42-43. ［5］ 席刚.综采工作面两巷端头的超前支护 ［J］ .山西科技， 2014， 295 142-143. ［6］ 苏鑫.综采工作面两巷超前支护的研究与应用 ［J］ .山西焦煤 科技， 2013， 3712 37-39. （ 责任编辑刘晓芳 ） 冶明清 综采工作面两巷及端头的支护与管理方法研究 129