關(guān)鍵詞：炮采工作面 支護(hù)技術(shù) 工藝要點(diǎn) 受力分析 
1 支護(hù)技術(shù)在炮采工作面作業(yè)中的重要性
作為一種傳統(tǒng)的礦井生產(chǎn)工藝，炮采工作面技術(shù)主要指在長(zhǎng)臂工作面通過爆破進(jìn)行破煤的采煤技術(shù)，作業(yè)中多采用單體支柱支護(hù)和人工裝煤的方法，工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、落后，但相對(duì)于綜采技術(shù)而言，炮采對(duì)各種復(fù)雜地質(zhì)條件具有較高的適應(yīng)性，并適用于投資少、裝備簡(jiǎn)單的中小型煤礦。因此，炮采工藝目前仍廣泛用于我國(guó)很多煤礦的生產(chǎn)建設(shè)中。然而，隨著開采中工作面的不斷推進(jìn)，采空區(qū)上部頂板的暴露面積逐漸增加，其承受的應(yīng)力也越來(lái)越大，一旦該應(yīng)力高于頂板自身的強(qiáng)度，就極有可能發(fā)生冒落事故，輕則影響煤產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，重則可能導(dǎo)致工作面摧毀和工作人員的傷亡，并造成不可挽回的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。因此，必須提高炮采工作面的支護(hù)質(zhì)量，以理想的支護(hù)系統(tǒng)支持和加強(qiáng)圍巖結(jié)構(gòu)，避免安全問題的發(fā)生。工程中支護(hù)的形式比較多，其中較常見的主要為架設(shè)木垛、打切頂柱以及加設(shè)托梁進(jìn)行加固等，必要時(shí)采取強(qiáng)制放頂，降低工作面危險(xiǎn)系數(shù)，從而保證工作面支護(hù)強(qiáng)度。
2 炮采工作面支護(hù)體系的受力研究
要選擇合理的支護(hù)形式和布置方式，首先應(yīng)對(duì)炮采工作面中支架與圍巖之間的受力分析進(jìn)行科學(xué)的分析和研究，以找出減小頂板下沉量的關(guān)鍵因素。研究發(fā)現(xiàn)，工作面支架受力的程度主要與頂板壓力、自身性質(zhì)、及其分布規(guī)律有關(guān)。在一定范圍內(nèi)，頂板與支架在同一點(diǎn)上形成反作用力，而各種支架在承壓條件下，其受力狀態(tài)也并不相同。在恒阻式、微增阻式、急增阻式、及剛性支架的實(shí)驗(yàn)中，恒阻式支架的受力比較均勻，支護(hù)效果最佳。此外，對(duì)頂板下沉量的控制也是確保支護(hù)系統(tǒng)發(fā)揮其功能的關(guān)鍵，降低工作面頂板的下沉量后，可以避免頂梁變形導(dǎo)致的支柱壓死和局部冒頂?shù)葐栴}，但應(yīng)注意的是，控制頂板下沉量是有一定限度的， 一旦超過這個(gè)限度， 增加支柱工作阻力對(duì)頂板下沉量影響較小， 但低于這個(gè)限度卻影響很大。因此就必須在支架的設(shè)計(jì)中科學(xué)選定最佳初撐力值。初撐力值應(yīng)滿足工作面的阻力要求，實(shí)踐中可選用恒阻式單體液壓支柱，該支柱初撐力由乳化泵供給，可確保來(lái)壓時(shí)支柱始終保持在穩(wěn)定的恒阻狀態(tài)下，使工作面整體受力均勻，此外，該支柱還具有操作簡(jiǎn)易、便于管理的優(yōu)點(diǎn)。其次，支護(hù)的及時(shí)性也是幫助其穩(wěn)定承壓的要點(diǎn)之一。放炮后及時(shí)的移梁支護(hù)可以縮短煤幫區(qū)空頂?shù)臅r(shí)間，有利于控制煤壁與梁端間距離的增加，減小頂板的破損面積。
3 支護(hù)形式的選擇及其工藝要點(diǎn)分析
3.1 不同類型的支護(hù)工藝要點(diǎn)分析
3.1.1 破碎頂板
破碎頂板具有層理、節(jié)理發(fā)育較成熟、膠結(jié)能力弱、采后自行垮落等特性，必須及時(shí)處理以防垮落面積的增大，因此，在破碎頂板的支護(hù)管理中，應(yīng)盡量減少懸露頂板面積、縮短控頂距離，并合理加大支護(hù)密度和推進(jìn)速度。在工程實(shí)踐中，炮采工作面可采用HDJB-1000金屬鉸接頂梁護(hù)頂。金屬鉸接頂梁是炮采工作面的金屬頂梁，具有輕便、靈活、耐壓、耐擠等特點(diǎn)，一般長(zhǎng)1.0m，有利于卡住單體支柱，增大支柱與金屬鉸接頂梁的摩擦。頂梁之上須利用椽子、荊笆封頂，形成縱橫交叉，使頂板懸露面積縮小。在刮板輸送機(jī)上方可提前移梁護(hù)頂，靠煤壁打貼幫柱。當(dāng)煤層頂板特別松軟或者煤層有厚度達(dá)到或者超過0.3m的偽頂，并且可能造成放炮后會(huì)立即冒落時(shí)，可采取用千椽或圓鋼打超前托棚的方法進(jìn)行支護(hù)。
3.1.2 煤壁片幫
由于采煤工作面煤壁在支承壓力作用下容易壓酥，導(dǎo)致采高大、煤質(zhì)松軟的工作面因片幫引起冒頂。因此工作面煤壁要采直采齊，并且要及時(shí)打好正規(guī)支柱和貼幫柱；對(duì)于采高大于2.0m的松軟煤質(zhì)，應(yīng)在煤壁與貼幫柱之間加橫撐；而在片幫嚴(yán)重的地點(diǎn)，還需要在梁端加打臨時(shí)頂柱；應(yīng)根據(jù)不同礦井下煤層的厚度、煤質(zhì)的軟硬程度、煤層的層理與節(jié)理、以及煤層頂?shù)装宓那闆r，合理布置炮眼，并掌握好炮眼角度。
3.2 施工中應(yīng)注意的問題
托偽頂或松軟破碎頂板常因支架空檔而造成局部漏頂，使臨近支架頂空而倒柱，且由于頂板允許暴露的時(shí)間短、面積小，常因放炮后工作面煤壁得不到及時(shí)支護(hù)而發(fā)生冒頂。此外，在初次來(lái)壓和周期來(lái)壓時(shí)，偽頂和破碎頂板容易和上覆直接頂或堅(jiān)硬頂板離層而垮落。使用金屬頂梁時(shí)，由于頂梁和頂板摩擦力很小，偽頂大面積垮落，支架往往被推倒造成大冒頂事故，因此應(yīng)采取適當(dāng)安全技術(shù)措施進(jìn)行穩(wěn)定處理。而當(dāng)采煤工作面頂煤或底煤是劣質(zhì)煤不需采出，或遇到斷層破碎帶留煤皮護(hù)頂開采時(shí)，還應(yīng)加強(qiáng)對(duì)托頂煤或留底煤的支護(hù)措施。
而作為礦壓大小的決定因素之一，在支撐壓力的作用下，采高越高的工作面越容易出現(xiàn)煤壁失穩(wěn)和片幫等現(xiàn)象，因此施工中還必須注意對(duì)采高的嚴(yán)格控制。初采期間應(yīng)根據(jù)地質(zhì)構(gòu)造與支柱行程的確定采高，通常情況下采高不應(yīng)超過2.3m。其次，工作面傾角較大時(shí)，應(yīng)使用防倒裝置，加強(qiáng)工作面單體柱的整體性，防止支架失穩(wěn)滑倒以及下推力的增加。此外，還應(yīng)科學(xué)計(jì)算炮采工作面中的支柱工作阻力變化值、初次來(lái)壓步距、周期來(lái)壓步距、頂板下沉量與下沉速度等各種支護(hù)布置參數(shù)，為準(zhǔn)確確定礦壓、合理選擇支架類型、支護(hù)密度及工作方式提供可靠依據(jù)，并應(yīng)在來(lái)壓期間控制老塘臥底煤，使工作面安全地度過來(lái)壓階段。
4 結(jié)語(yǔ)
綜上所述，炮采工作面采煤工藝具有投資小、見效快、施工簡(jiǎn)易、適應(yīng)度高等特點(diǎn)，目前仍廣泛應(yīng)用于很多中小型礦井的掘采作業(yè)中。工程中應(yīng)全面考慮工作面的特點(diǎn)與具體的地質(zhì)特征，對(duì)支護(hù)類型和布置方式進(jìn)行優(yōu)選，并針對(duì)工作面的不同部位進(jìn)行有針對(duì)性的設(shè)計(jì)，加強(qiáng)其在施工過程中的技術(shù)要點(diǎn)控制，以避免頂板事故等安全問題的發(fā)生，為實(shí)現(xiàn)煤礦的高效穩(wěn)定生產(chǎn)建設(shè)奠定基礎(chǔ)。
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