炮采工作面支护研究
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摘要：目前炮采工作面，所采用的支架材料的性能已完全可以满足顶板控制的需要。关键就在于放炮后的及时支护及架设支柱时的初撑力达到“作业规程”规定的数值。只有做好以上两项工作就可以降低顶板下沉量，减少顶板台阶下沉现象，提高顶板完整性，从而便于搞好顶板管理工作。
关键词：炮采工作面顶板支护支护要点
0 引言
在开采煤炭的过程中，整个工作面上覆岩层中邻近煤层的老顶岩层形成的结构是由“煤壁、工作面支架、采空区已冒落的矸石”这种体系所支撑，又由于煤壁与冒落的矸石具有截然不同的特性，因此工作面支架的性能、受力情况，支护方式就成为合理控制好工作面顶板的关键因素，这便是我们在研究炮采工作面顶板管理问题中首先要探讨的一个重要课题。只有支架支撑力分布理，支护方式及方法适当，才能确保维护好采煤工作面顶板，才能保证矿工的生命安全和煤炭生产的正常进行。
1 工作面支架与围岩的关系
1.1 支架与围岩是相互作用的一对力。在小范围内支架可视为一个反力，围岩形成的顶板压力则可视为是作用力，两者应相互适应，使其大小相等，而且尽可能的作用在一个点上。
1.2 工作面支架受力的大小及其在工作面分布的规律与支架本身的性能有关。以往煤炭生产中大量的事实证明，钢性、急增阻式、微增阻式、恒阻式支架受力的情况在工作面分布状态是不一致的。而我矿炮采工作面的支护材料是：单体液压支柱（外注式）配合锯齿长钢梁，这种支架属于恒阻式支架。根据许多资料及实验证明，恒阻式支架受力比较均匀。
1.3 支架工作阻力与顶板下沉量的关系；在煤矿实际工作中证实，降低工作面顶板下沉量后可对工作面顶板管理工作带来极大的好处，顶板下沉量过大会造成：工作面顶板压力过大，顶梁变形严重，支柱压死，易发生局部冒顶等现象。这会给工作面的正常生产带来极大的困难，因此在一定条件下可得出这样一个结论：控制顶板即是控制顶板下沉量。而控制顶板下沉量是有一定限度的，超过这个限度，增加支柱工作阻力对顶板下沉量影响较小，但低于这个限度却影响极大。如何使支架迅速达到工作阻力是降低工作面顶板下沉量的关键，为实现一这目的，就必须使支架在架设时有一个较为合理的初撑力。
2支柱初撑力对顶板支护的作用
通过对支架与围岩关系的分析可以看出控制顶板即减少顶板下沉量的重要因素是：架设支架时要使支架尽快达到恒定工作阻力，为了实现这一目的就必须保证支柱架设时有足够的初撑力，提高支柱初撑力与支柱工作阻力间的比值，从而可减少顶板出现挠曲和离层的程度，确保支架在顶板来压时吃上劲，生根稳定，是控制好顶板的一个重要条件。
炮采工作面采用的支护材料“单体液压支柱配合锯齿长钢梁支护为例，单体液压支柱属于恒阻式支柱，这种组合的支架具有以下优点：①支柱初撑力依靠乳化泵供给，故初撑力大操作简单可靠。②阻力靠支柱三用阀控制，与活柱下缩无关（支柱的始动阻力即为额定工作阻力）。③由于支柱初撑力大，支柱来压时呈可靠的恒阻状态工作，因此整个工作面支柱工作阻力比较均匀。④支架实际支撑力较高。
由于以上优点，决定了它能较好的适合各类顶板控制的需要。支柱初撑力大，很快可达到额定工作阻力，并且承载均匀，可以很好的防止松软破碎顶板离层造成的破坏。也正是这种支架的优良性能为我矿多年以来炮采工作面顶板管理工作保持在一个较好的水平上打下了坚实的基础。要继续发挥出这种支架的优点，做到合理的控制好工作面顶板，保证安全生产，就必须保证架设支柱时必须达到规定的初撑力，而初撑力的大小直接取决于泵站的输出压力，这就要求我们在日常的工作中必须将泵站的管理工作放在设备管理的首位，严格执行好乳化泵的管理制度，切实做到杜绝泵站压力不够的现象存在，按配比要求及时加好乳化液，以防止支柱生锈造成支柱三用阀漏液而影响支柱的初撑力，在此基础上教育好职工，使职工在现场升柱时必须正确操作使支柱的初撑力达到注液枪压力表上规定的压力。
3工作面煤帮放炮后的及时支护对控制顶板的作用
从以上结果可以得出减少梁端距煤壁的距离就可以相应的降低顶破碎面积，炮采工作面支护要求中规定“必须移梁到煤帮，梁端距不得大于0.2”，这已基本上解决了梁端距过大而引起的顶板破碎面积增大的问题。但炮采工作面在刚放完炮时及放炮过程中却有一段煤帮区空顶的时间，这就等价于在这段时间内明显增大了梁端到煤壁的距离，这一段时间内就会增大顶板破碎面积，如果减少顶板破碎面积就必须缩短这段空顶的时间，这就要求我们在放炮后必须及时的移梁并架柱支护，从而降低顶板破碎面积，也就是说缩短空顶时间才能达到不出现或相当于不出现空顶现象，这样可以减少放炮后顶板和离层幅度和下沉量，保证顶板的完整，便于顶板的管理工作。
4结语
本文结合煤炭开采过程中，采场上覆岩层的运动规律及回采工作面支架与围岩的关系，分析了工作面支架受力的大小及规律，顶板采动后的变化情况并结合炮采工作面支护材料的具体特点，详细的论述了炮采工作面减少顶板下沉量和降低顶板破碎程度的两个重要因素，保证一定的支柱初撑力和及时支护的重要性，为合理的控制好炮采工作面顶板提供了合理的理论依据。
参考文献：
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