15-柳巷煤矿回风巷道超前液压支架选型及设计-煤矿开采2017年第4期
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特厚煤层强矿压工作面综采支架及超前液压支架研究与应用0 前言华亭煤矿目前开采煤5层，该煤层标高+860.7m～+1023.9m，地表标高+1557m～+1580m，开采深度719.3m。
煤层平均厚度36.9m。
煤层层理明显，裂隙较发育，倾角5～8º。
250101工作面配备的是ZF7500/18/35型低位放顶煤支架，实践证明在开采过程中该型号支架立柱损坏，支架压死，造成工作面移架和推拉溜困难、支架安全阀大量失爆、工作面推进速度慢，支架维护费用高以及两顺槽超前支护段压力大，区域作业危险性高，对矿井的安全生产带来了一定的困难。
为解决这些困难，公司与天地科技股份有限公司合作，从开采方法、矿山压力及支架的参数等方面进行研究、设计，最终确定出合理的分层厚度、最佳开采方法、设计制造出参数合理的工作面液压支架及两顺槽超前液压支架，从根本上解决了以上出现的各类问题。
1 冲击倾向性测定及危险性评价(1) 煤、岩样的物理力学性质煤、岩样的物理性质。
测试煤5中层煤及顶、底板试样的视密度、真密度、含水率和自然吸水率。
煤、岩样的力学性质。
测试煤5中层煤及顶、底板试样的单轴抗压强度、弹性模量、泊松比、单轴抗拉强度、变角剪强度、内摩擦角及内凝聚力。
(2) 冲击倾向性鉴定煤5中层煤的冲击倾向性鉴定：测试煤5中层煤试样的动态破坏时间、弹性能量指数和冲击能量指数，依此判定该煤层的冲击倾向性。
(3) 顶板岩层冲击倾向性鉴定：测试并计算煤5顶板各个分层的弯曲能量指数，依此计算复合顶板弯曲能量指数，判定顶板的冲击倾向性。
2、特厚煤层不同分层开采方案比较制定三个分层方案进行比较：方案（一）为分两层各层厚度为18m均采用放顶煤开采；方案（二）为分三层开采，各层厚度为12m，均采用放顶煤开采；方案（三）为首先布置顶部4.0m大采高，后分两层各16m进行放顶煤开采。
3、特厚煤层综放开采合理布置方式的数值模拟研究（1）工作面垂直应力（Szz）分析（2）工作面破坏区分析（3）工作面顶板位移分析4、特厚煤层分层综放工作面矿压显现规律研究（1）首采工作面矿压观测研究（2）观测站设置及观测内容（3）支架工作阻力观测（4）煤柱应力观测（5）顶板位移观测5、冲击地压条件下支架支护强度的确定（1）放顶煤支架工作阻力统计回归公式（2）建立在支架工作阻力构成分析基础之上的顶板结构分析估算法（3）特厚煤层综放支护强度计算方法6、超前支架适应性研究（1）结合支架围岩关系，设计适合的超前支架。
综放工作面过斜交空巷超前支护方案
综放工作面过斜交空巷超前支护方案苏泽明（汾西矿业集团双柳煤矿，山西 柳林 033300）摘 要针对9102综放面过空巷支架—围岩稳定性控制难题，运用现场实测、数值模拟及分析等研究方法，探析了空巷距采场不同距离条件下的围岩松动破坏状况，制定了空巷超前支护方案、端面煤岩体控制等措施。
实践表明，实施空巷超前支护后，空巷顶帮位移量、端面冒顶片帮程度等均得到了有效控制，较好地保障了工作面过空巷时的支架—围岩稳定性，实现了安全高效生产。
关键词综放 数值 模拟 支护中图分类号 TD823；TD355 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2017.08.004Advancing supporting design of fully mechanized caving face crossing heterotropic roadwaySu Ze-ming(Fenxi mining group Shuang Liu coal mine, Shanxi Liulin 033300)Abstract : Aiming at the support and surrounding rock stability control problem of 9102 fully mechanized caving face crossing gob , using the research methods of field measurement, numerical simulation and analysis, explore the roadway surrounding rock loosening damage situation from different distance, and make the roadway advancing support schemes, end face control measures of coal and rock. Practice shows that the implementation of advanced support roadway, roadway roof displacement, end face of roof caving degree can be effectively controlled, the better the protection of the stability of support and surrounding rock face when crossing gob, realized safe and efficient production.Keywords: fully mechanized numerical simulation support收稿日期2017-03-30作者简介 苏泽明（1987-），男，山西岚县人，助理工程师，现在汾西矿业集团双柳煤矿工作。
073-红柳林煤矿回风巷超前支架研制
红柳林煤矿回风巷超前支架研制朱军（天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013）［摘要］根据红柳林煤矿综采工作面回风巷的支护要求，研制了ZTC16044/27/50型超前支架，分析了超前支架的主要技术参数要求，介绍了超前支架的结构特点、技术参数、操作要求以及采用该型支架后的使用情况。
［关键词］回风巷道；超前支架；支护强度；稳定性［中图分类号］TD355.9［文献标识码］B［文章编号］1006-6225（2012）02-0044-02Development of Advanced Powered Support for Ventilation Roadway in Hongliulin Colliery［收稿日期］2011－11－29［作者简介］朱军（1967－），男，江苏昆山人，硕士，高级工程师，现从事液压支架设计工作。
红柳林煤矿是由陕西煤业股份有限公司和榆林煤炭运销集团有限公司、神木县国有资产运营公司出资兴建，矿井地质储量1.95Gt ，可采储量1.21Gt ，为侏罗纪煤层、低瓦斯矿井，设计生产能力12.0Mt /a 。
2006年开工建设，2009年4月16日开始联合试运转，是陕西省建设的第1个年产千万吨级的现代化大型矿井。
红柳林煤矿煤层赋存稳定，倾角近似水平，煤层赋存特点是浅埋深、薄基岩顶板、厚冲积砂覆盖及煤层致密坚硬。
回风巷原超前支护采用单体液压支柱支护方式。
根据《煤矿安全规程》规定“采煤工作面所有安全出口与巷道连接处超前压力影响范围内必须加强支护，且加强支护的巷道长度不得小于20m ”。
采用单体液压支柱支护方式，每巷一般需要布置3 4排、约60 80根支柱，这种支护方式支护强度低、工人劳动强度大、安全性差和支护速度慢，不能满足高产高效综采工作面生产的要求，制约着工作面的推进速度。
因此，研制适应大采高综采面回风巷超前支护要求的超前支护设备，对保证红柳林矿大采高综采工作面安全开采和实现高产高效有着重要意义。
采煤工作面超前维护吊移式巷道单元支架应用研究
采煤工作面超前维护吊移式巷道单元支架应用研究胡 盼（枣庄矿业（集团）有限责任公司田陈煤矿，山东 枣庄 277523）摘 要田陈煤矿七一采区地质构造复杂，巷道起伏多，采煤工作面超前维护均采用单体液压支柱支护顶板，职工劳动强度大，施工效率低，巷道变形量大，制约安全高效生产。
经研究，在七一采区东翼7109综放工作面轨道巷超前维护设计应用吊移式巷道单元支架支护顶板，取得较好效果，可为相似条件矿井提供借鉴。
关键词采煤工作面 超前维护 支护工艺 单元支架中图分类号 TD355 文献标识码 B doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2020.04.046Study on the Application of Advanced Maintenance of Lifting and Moving Roadway UnitSupport in Coal Mining FaceHu Pan（Tianchen Coal Mine, Zaozhuang Mining (Group) Co., Ltd., Shandong Zaozhuang 277523）Abstract : In Tianchen Coal Mine, the geological structure is complex, the roadway has many ups and downs, and the single hydraulic prop support roof is used for the advance maintenance of the coal face. The workers'labor intensity is large, the construction efficiency is low, and the deformation of the roadway is large, which restricts the safe and efficient production. According to the research, the advanced maintenance design of the track roadway in the 7109 fully mechanized caving face in the east wing of the 1st mining area is applied to support the roof with the support of the lifting type roadway unit.Key words : coal face advanced maintenance supporting technology unit support收稿日期2019-10-22作者简介 胡盼（1989-），男，本科，工程师，现于枣庄矿业（集团）有限责任公司田陈煤矿任职生产副科长，主要研究方向：采煤技术管理。
煤巷快速掘进及超前临时支护研究
煤巷快速掘进及超前临时支护研究【摘要】本研究旨在探讨煤巷快速掘进及超前临时支护技术，通过对快速掘进技术和临时支护方法的研究，结合实验结果进行分析，在煤矿巷道工程中探讨其应用前景。
煤巷快速掘进及超前临时支护技术的优势在于提高生产效率、减少工程造价和降低安全风险。
本研究的创新性在于对巷道掘进和支护方法进行系统研究，为煤炭生产提供新的技术支持。
未来展望是进一步完善研究方法，提升技术应用水平，推动煤巷快速掘进及超前临时支护技术向更大范围的应用和推广。
通过本研究，可以为煤矿巷道工程技术提升和矿山安全生产做出积极贡献。
【关键词】煤巷，快速掘进，超前临时支护，研究背景，研究目的，意义，巷道快速掘进技术，超前临时支护方法，研究方法，实验结果，应用前景，优势，创新性，未来展望.1. 引言1.1 研究背景煤矿工程是我国能源工业的重要组成部分，而煤巷的掘进施工一直是煤矿生产中的关键环节之一。
传统的巷道掘进方式工艺复杂，效率较低，同时存在安全隐患。
煤巷快速掘进及超前临时支护技术的研究和应用就显得尤为重要。
在煤矿建设和生产过程中，巷道快速掘进可以提高矿井的开发速度和产能，降低成本，提高矿井生产效率，从而更好地满足市场需求。
超前临时支护技术能有效预防巷道掘进中的地质灾害，保护工人的人身安全和矿井设施的完整性。
对煤巷快速掘进及超前临时支护技术的研究不仅可以提高煤矿的生产效率和安全性，还有助于推动我国煤矿工业的发展，实现煤炭资源的高效利用。
1.2 研究目的研究的目的是为了探讨煤巷快速掘进及超前临时支护的有效方法，以提高煤矿开采效率和安全性。
通过深入研究巷道快速掘进技术和超前临时支护方法，我们希望能够解决目前煤矿开采过程中存在的诸多难题，如掘进速度慢、施工质量难以保证、安全风险大等问题。
通过本研究，我们旨在为煤炭行业提供高效、可靠的掘进技术和支护方法，以推动煤炭产业的持续发展。
我们也希望通过本研究为相关领域的学术研究和工程实践提供新的思路和方法，为煤巷掘进及支护领域的进步贡献力量。
21502综采工作面回风巷超前支护
21502综采工作面回风巷超前支护安全技术措施一、概况根据矿上安排要求我队针对21502综采工作面回风巷超前20m范围内进行顶板支护，为了保证支护的安全及质量特制定以下安全技术措施。
二、劳动组织:项目负责人:宋玉杰刘新华安全负责人：朱财斌三、施工要求：1、超前支护方案:（1）回风巷超前支护：自工作面煤壁向外不小于20米的范围内，采用四排1。
2米铰接顶梁配合3。
2m或2。
8m单体顺巷道正悬臂梁架设支护,具体支护方式为：靠正、副帮间距400mm,各支设一排柱梁、然后在距主帮1。
6m、2。
8m处分别再各支设一排柱梁，梁下一梁一柱（巷道超高处采用4。
0米圆木配合短圆木、板皮架木垛进行接顶，刹顶时，一个铰接梁上垂直巷道架两根4.0米圆木上根据高度进行打木垛，超前支护完成后巷道高度保证在2。
2~2。
4米)，1.2m铰接顶梁之间用专用板销和专用销轴链接。
（2）为了加强回风巷超前顶板支护，在靠回风巷正帮最后一架过渡架附近采用一对4。
8m长梁加强巷道顶板支护，长梁顺巷道正臂梁架设支护,梁下一梁四柱，梁柱间距1000mm，在长梁后紧跟架设一排1.2米铰接顶梁，铰接顶梁延伸与过渡支架尾梁齐，梁下一梁一柱；（3）回风巷顶板如果破碎时圆木排距由1200mm改为600mm。
2、质量要求：(1）支柱迎山有力，初撑力不小于90KN。
（2)支柱要成直线，棚距不超过规定要求的±100mm。
(3)支柱钻底量不大于100mm，超过100mm的必须穿柱鞋，铁鞋要放平、放正、放实。
（4）在用支柱完好、不漏液、不自动卸载、无外观缺损.(5）支柱时三用阀嘴朝向老空侧,同时手提把朝向老空相反的方向.（6）超前支护单体支柱必须拴好保险绳,防止倒柱伤人.（7）巷道两帮破碎时,要处理掉喷体，并背好帮。
(8）顶板刹顶要实、接顶要严。
（9）超前压断的圆木要及时替换。
(10）加强超前单体二次注液,及时更换卸载单体。
（11)超前支护人行道宽度不低于0。
15-柳巷煤矿回风巷道超前液压支架选型及设计-煤矿开采2017年第4期
柳巷煤矿回风巷道超前液压支架选型及设计傅继龙1，马英2，谢波3（1.陕西竹园嘉原矿业有限公司，陕西榆林719000； 2.天地科技股份有限公司，北京100013； 3.兖州煤业股份有限公司，山东邹城273500）［摘要］超前液压支架是维护巷道顶板支护的重要装备，根据柳巷煤矿回风巷道地质赋存条件，采用数值模拟方法分析超前巷道应力分布规律得出巷道超前支护距离及支护强度，通过现场实测得到巷道表面位移变化趋势，为柳巷煤矿回风巷道超前液压支架选型及设计提供依据。
［关键词］回风巷道；超前液压支架；支架选型；数值模拟；两架一组［中图分类号］TD355.42［文献标识码］A［文章编号］1006-6225（2017）04-0032-03Advanced Hydraulic Support Selection and Design in Ventilation Roadway of Liuxiang Coal MineFU Ji-long 1，MA Ying 2，XIE Bo 3（1.Shaanxi Zhuyuanjiayuan Mine Industry Co.，Ltd.，Yulin 719000，China ； 2.Tiandi Science ＆Technology Co.，Ltd.，Beijing 100013，China ；3.Yanzhou Coal Mining Co.，Ltd.，Zoucheng 273500，China ）Abstract ：Advanced hydraulic support is an important equipment for maintain roadway roof supporting ，based on geological situation of ventilation roadway of Liuxiang coal mine ，advanced roadway stress distribution law was studied by numerical simulation method ，and then roadway advanced supporting distance and supporting strength were put forward ，the change law of roadway surface conver-gence was obtained by filed testing ，it references for ventilation roadway advanced hydraulic supports selection and design of Liuxiang coal mine.Key words ：ventilation roadway ；advanced hydraulic support ；support selection ；numerical simulation ；two supports one group［收稿日期］2017－03－20［DOI ］10.13532/11－3677/td.2017.04.009［基金项目］国家重点基础研究发展计划（973计划）资助项目（2014CB046302）［作者简介］傅继龙（1971－），男，甘肃泾川人，采煤工程师，主要从事井工煤矿开采技术管理工作。
综采面自移单元式巷道液压支架超前支护应用研究
综采面自移单元式巷道液压支架超前支护应用研究摘要：针对我国综采工作面实际情况来看，传统的超前支架迁移操作可能会对顶板造成破坏问题，鉴于此所造成的影响较大，所以需要得到优化。
在此过程中还需对自移单元式巷道超前支护液压支架进行支护，才可优化前期操作，此过程需要对支架的形式和支架承载能力原理作出分析，最终对技术方面进行研究，以此分析出支架操作台的前支架升降需求，最终实现前支架对顶板的支撑要求。
支架迁移工作可以有效利用轨道进行操作，此过程可以对移动速度和安全进行控制，因此自身具有一定特点，所以被广泛应用在综采工作面的推进工作之中，此过程也解决了传统操作中的瓶颈问题，最终推进了矿井的安全生产操作。
关键词：综采面；自移单元式巷道液压支架；超前支护；应用引言：在煤矿井下综采面工作中，两端需要进行支护操作，才可保证开采工作的安全性。
一般情况下综采面工作整体流程操作机械化水平较为薄弱，但是随着自动化开采技术的不断推进，我国矿井生产能力在不断提升，但是此过程对于我国综采面支护的安全提出了更高要求。
在综采工作过程中顶板很容易破碎，此时周围的岩石均属于不稳定的状态，因此整体在回采过程中影响范围对于支护的压力较大。
针对当前煤矿综采工作而言，传统的工作方式在移动过程中会对顶板支撑造成影响，因此巷道的压力在随之增加，此时相关施工人员为了解决施工过程中出现的各类问题需要使用支架，以此解决各类问题，促使使用效果提升。
1.自移式超前支护液压支架结构及工作原理自移式超前支护液压支架由以下几个部分组成单架、推移油缸、阀组、胶管、横联油缸等，具体如图1所示。
在图中我们可以看出整体参数具体内容如下：首先每组支架都需保持相互独立并且左右两个支架还需保持连接的状态，此过程更加便于后续运输和维护操作，也方便了整体安装工作。
其次，为了确保支架安装的稳定性，支架需要派遣四个连杆机构，确保支架在工作过程中可以减少侧倒情况。
再次在实际施工过程中如果施工巷道顶板情况不达标，超前支护液压支架需要连接多个支架进行操作，结合实际需求可以适当进行延长，此过程需要保证稳固性，才可优化各方面操作。
柳巷煤矿厚煤层综放开采顶煤超前预裂注水技术
柳巷煤矿厚煤层综放开采顶煤超前预裂注水技术摘要：柳巷煤矿煤层厚度10.5?m，煤层节理裂隙不发育，完整性好。
采用综放工艺一次采全高，工作面回采时易形成大范围悬顶，初次来压时期易造成冲击荷载及飓风等问题，为实现安全高效综放开采，对顶煤弱化，提高顶煤破碎度，必须采取措施弱化顶板。
关键词：综放弱化顶煤1 工作面的概况30101工作面开采延安组3号煤，水文地质条件简单，该面采用走向长壁综采放顶煤回采工艺，全部垮落法管理顶板，该面老顶为灰白色块状粗粒长石砂岩，平均厚度21?m。
直接顶为深灰色厚层状泥岩，平均厚度4.6?m。
工作面倾向长141.5?m，可采走向长度1354?m。
2 预裂工艺及方法为加快顶煤跨落，需进行预裂弱化顶板。
工作面液压支架安装完毕后，利用锚索钻机在支架间进行打眼，封孔后注入高压水进行多孔线性控制水力致裂，并使用特殊钻头在孔底开楔形槽，利用预制裂缝钻孔进行楔形环槽定向水力预裂，其技术关键在于深孔内的楔形环槽，在一个钻孔能开多个槽，实现多个定向水压裂缝同时扩展。
另外工作面每推进5?m，在靠近煤壁处垂直顶板向上打一排钻孔进行多孔线性控制水力预裂。
理论垮落带高度12.7?m，煤岩层中顶煤厚度6.7?m，泥岩直接顶4.6?m。
钻孔布置于顶中。
2.1 钻孔布置①初次弱化钻孔布置在开切眼处布置两排钻孔，Φ35?mm左右。
钻孔间距确定：支架宽度1.75?m，得间距1.75?m。
同时回风巷和运输巷内钻孔间距初步定为0.5?m。
钻孔深度确定：碎胀系数保守取1.3，计算得所需控制岩层厚度为12.7?m，锚索钻机最大钻孔长度12?m，综上定为深度12?m，倾角90?°，垂直于顶煤向上施工。
②回采期间钻孔布置钻孔直径：利用Φ32?mm的锚索钻机施工，完毕后钻孔直径约35?mm。
钻孔间距为1.75?m，可适当调整。
钻孔倾角和深度的确定：因锚索钻机最大打孔深度12?m，顶煤厚度6.7?m，则初步确定钻孔深度10?m，倾角45?°，工作面每割8刀煤（6.4?m）打一次钻孔。
大采高综采工作面回采巷道超前支护实践
190江西化工2019年第3期大采高综采工作面回采巷道超前支护实践刘晓宇(山西汾西矿业(集团)有限责任公司双柳煤矿，山西吕梁033300)摘要:山西省某煤矿11050工作面为大采高工作面，进行回时，巷道的受到的压力较大，导致其出现较大的变形，有时还会出现片帮、顶板下沉垮落等现象。
通过分析并在原有支护方式的基础上，结合当前煤矿开采的地质条件对支护参数进行优化设计,采取的措施包括有:加快工作面的推进进度、增加支护的支柱数量等,通过这些措施的实施,使得井下的支护强度在很大程度上得到了提高。
关键词:大采高回采工作面超前支护进行大采高工作面的开采时，在超前段包括的主要工序有转运煤炭、进行材料的运送以及移动转载机、端头支架以及对相关设备进行操作等。
一般来说，对工作面进行前支护具有较高的难度，在很大程度上影响了正常的采煤作业。
因此，需要研究如何使得开采过程中巷道超前支护保持稳定状态，可以在很大程度上保障对煤矿的安全生产。
1概述山西省该煤矿的地质储量为3.32亿吨，生产能力为每年180万t。
该煤矿的煤为优质焦煤，特点是含水量低,灰分低，发热量高,磷含量低等。
该煤矿当前主要开采11050工作面，此工作面走向长度为1976叫倾向长度为180m,煤层的平均厚度为6.32m,属于大采高综采工作面,煤层倾角较小，在5。
左右,属于缓倾斜煤层。
开采深度为760m。
该煤层的伪顶成分属于岩质泥岩和泥岩,厚度为0.5m,直接顶成分属于泥岩和砂质岩,厚度在lm~6m之间，直接顶的岩层性质为中等坚固岩层。
2对回采巷道原有超前支护方式介绍我国国内最常用的超前支护方法有两种,一种是使用超前液压支架进行支护，另一种是使用单体支柱配合金属较接顶梁进行支护。
我国使用的超前液压支架自动化水平较高,进行操作时简单快速，减少了使用支架支护过程中所需的劳动力，因而在我国煤矿生产过正中具有较为广泛的应用。
在进行超前支护时，操作液压支架的过程中要注意使顶、底板具备一定的条件，因此对顶底板条件的要求比较高，该种类型的支架在支撑顶底板时可以进行充分的支撑,很容易造成顶部出现破碎等问题,因此当工作面的地质条件较差时,不能使用这种支护方式进行支护。
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图 8 回风巷道 ZTC36000 /25 /45 型超前液压支架
3. 3 适应性分析 通过综合分析确定回风巷道超前液压支架合理
支护参数，并在后续工作面进行了应用实践，从井 下工作面回采过程的实地观测来看，巷道顶板完 整，顶板下沉量一般小于 20 ～ 30mm，两帮 笔 直， 变形量微小，没有出现片帮和冒顶事故。巷道总体 变形量相较未采用超前支架减少约 30% ～ 50%，工
Advanced Hydraulic Support Selection and Design in Ventilation Roadway of Liuxiang Coal Mine
FU Ji-long1，MA Ying2，XIE Bo3
（ 1. Shaanxi Zhuyuanjiayuan Mine Industry Co. ，Ltd. ，Yulin 719000，China； 2. Tiandi Science ＆ Technology Co. ，Ltd. ，Beijing 100013，China； 3. Yanzhou Coal Mining Co. ，Ltd. ，Zoucheng 273500，China）
景，该矿开采 3 号煤层，煤层赋存稳定，工作面煤
层可采性指数为 1，变异系数为 12. 6%，为低灰、 低硫、低变质的气煤。采用 FLAC3D 进行数值模拟
分析。根据表 1 所示煤层顶底板情况建立数值模型
并进行工作面开挖模拟，如图 2 所示。
表 1 巷道顶底板情况
岩层 厚度 /m
岩性描述
泥岩 16. 15 深灰色泥岩与粉砂质泥岩不等厚互层
图 6 回风巷垂直应力
在距离 3 号煤层工作面煤壁大约 90m 的位置， 为需超前支护的回采巷道每天进行 1 次观测，共进 行了为期 2 周的连续观测，根据观测结果来分析巷 道的支护状况。通过现场井下实地考察，以及观测 统计数据，给出巷道表面位移随工作面推进的变化 趋势，见图 7。
图 3 运输巷最大应力
［引用格式］ 傅继龙，马 英，谢 波 . 柳巷煤矿回风巷道超前液压支架选型及设计 ［J］． 煤矿开采，2017，22 （ 4） ： 32－34.
32
傅继龙等： 柳巷煤矿回风巷道超前液压支架选型及设计
2017 年第 4 期
2. 1 柳巷煤矿超前应力影响规律数值模拟
2. 1. 1 模拟矿井及仿真模型
数值计算模型以柳巷煤矿煤层赋存条件为背
粉砂岩 1. 63 浅灰色厚层状粉砂岩
图 4 运输巷垂直应力 图 5 回风巷最大应力
图 2 数值计算模型
2. 1. 2 模拟结果分析 巷道开挖后其最大应力和垂直应力云图可反应
巷道矿山压力显现情况，包括片帮、冒顶、底鼓， 顶板下沉等。回风巷和运输巷受工作面回采影响其 最大应力和垂直应力云图如图 3 至图 6 所示。
前后架一组结构型式超前液压支架稳定性好，行 人、运料方便，但支架尺寸大，下井困难。
综合考虑柳巷煤矿回风巷道的地质条件及各种 架型的适应性，并借鉴国内同类矿井的开采经验， 确定柳巷煤矿回风巷道超前液压支架架型采用两架 一组三节式。 3. 2 几何参数
超前液压支架支护参数包括几何参数和支护工 作参数。包括支护高度、支护中心宽度、支护长度 等。为适应工作面巷道的变化、局部冒顶等情况， 防止支架顶空倒架，失去支撑能力，通常选取超前 支架的最大结构高度 Hmax比工作面巷道净高最大值 Mmax 大 0. 3 ～ 0. 6m 左 右［5］。 即 Hmax = Mmax + 0. 3 ～ 0. 6m，对于巷道顶板条件较好、巷道冒顶和变形 较小的工作面选择 0. 3 ～ 0. 4m，对于巷道顶板条件 较差、冒顶 与 变 形 较 大 的 工 作 面 巷 道 选 择 0. 5 ～ 0. 6m。
第 22 卷 第 4 期 （ 总第 137 期） 2017 年 8 月
煤矿开采 COAL MINING TECHNOLOGY
Vol. 22No. 4 （ Series No. 137） August 2017
柳巷煤矿回风巷道超前液压支架选型及设计
傅继龙1，马 英2，谢 波3
（ 1. 陕西竹园嘉原矿业有限公司，陕西 榆林 719000； 2. 天地科技股份有限公司，北京 100013； 3. 兖州煤业股份有限公司，山东 邹城 273500）
1 矿井概况
柳巷煤矿位于陕北榆神矿区，设计生产能力为 1. 2Mt / a。3 号煤厚度在 10. 20 ～ 11. 65m 之 间，平 均厚度 11. 05m，煤层埋深 209 ～ 321m，开采方法 为综放开采，机采高度 3. 8m。煤层结构简单、致 密，节理裂隙不发育。根据井检地质报告，3 号煤 层 干 燥 抗 压 强 度 27. 7MPa， 饱 和 抗 压 强 度 19. 2MPa。基本顶为灰白色块状粗粒长石砂岩，平 均厚度 21m； 直接顶为深灰色厚层状泥岩，平均厚 度 4. 6m。工作面回风巷道为全煤巷，巷道沿 3 号 煤层 底 板 布 置，顶 煤 约 6. 7m，巷 道 设 计 长 度 约 1450m，埋深在 250m，煤层平均倾角 0. 3°。目前 工作面回风巷道按优化后预留 7m 煤柱尺寸掘进， 巷道实际断面如图 1 所示。通过实地考察发现顶板 锚索锚杆露出较长，锚索直径为 16mm，锚杆直径 为 20mm，锚杆之间间距为 900mm，采空区侧片帮 较为严重，煤壁有变形量较大现象； 实体煤侧片帮 较轻，偶有煤壁变形量较大现象。另采空区侧挂有 多条管道，底面挖有水沟，水沟宽度 300 ～ 500mm。
图 1 30105 工作面回风巷道断面
2 超前巷道应力分布规律分析
对煤层进行采掘活动后，采场围岩的煤体上将 出现应力重新分布，在巷道顶板形成一个二次应力 区，载荷传递到工作面和煤柱附近的实体煤中。位 于工作面煤壁前方的支承压力成为超前支承压力， 其峰值在工作面上下端部拐角处，并从工作面开始 呈指数型降低，到一定距离后重回原岩应力。采动 支承应力特别是超前支承应力变化规律与工作面埋 深、基本顶厚度以及直接顶厚度和硬度等多种因素 有关，是矿山压力显现的重要组成部分。
图 7 巷道表面位移变化趋势
结合井下实地观测，以及表面位移的变化趋势 图，可以得到以下结论：
（ 1） 距离工作面煤壁大约 30m 的位置，巷道 表面开始有变形趋势出现。随着工作面的继续向前 推进，大约距离煤壁 20m 的位置，巷道的表面位 移呈现剧烈增加的趋势，顶底板和两帮的移近量增
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总第 137 期
3. 1 回风巷道合理架型确定 回风巷道设备比较少，使用超前液压支架后效
果非常明显，可以解决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 制约工作面推进速度的问题［1－3］。
目前使用的主要有条梁式两架一组和前后架一 组结构 2 种。条梁式两架一组超前液压支架具有支 架单件轻，便于下井，支架中间可以行人、运料的 特点，该类型超前支架为两架一组整体三节式［4］。
（ 3） 工作面前方采动影响区域，巷道的顶底 板和两帮出现了不同幅度的变形，顶底板最大变形 量为 41mm，而两帮的最大变形量为 39mm，虽然 巷道总体变形量在许可变形下限的范围内，但在观 测过程中部分区域仍存在一定的片帮和冒顶发生， 影响了行人和生产安全，不利于工作面的快速推进 和高效支护。
3 超前液压支架支护参数确定及适应性分析
通过以上模拟得出如下结论： 运输巷压力显现 强烈区域为超前工作面 8. 5m，回风巷超前压力显 现区 域 为 17m； 模 拟 得 出 回 风 巷 支 护 强 度 为 0. 35MPa，考虑采动 影 响，支 护 安 全 系 数 取 1. 2， 回风巷实际支护强度应不小于 0. 42MPa； 回风巷的 顶板位移量为运输巷的 1. 9 倍。 2. 2 现场实测结果分析
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作面每班多截割煤炭 1 刀以上，为工作面快速推进 及安全、高效支护提供了有力保障。
超前支护系统最小结构高度确定： 对于工作面 压力较大、变形较大的巷道，超前支架尽可能选择 双伸缩立柱，提高超前支护系统的伸缩比，较低支 架最低高度以提高支架对巷道的适应性。对于工作 面压力较小、巷道变形较小、巷道断面尺寸较稳定 的工作面，超前支架可选择单伸缩立柱，合理选择 超前支架最低高度即可。
根据柳巷煤矿巷道参数，支架高度设计为 2. 5 ～ 4. 5m，支 架 宽 度 3. 22 ～ 4. 04m， 支 护 长 度 21. 6m，支架型号为 ZTC36000 /25 /45 型超前液压 支架，支架结构型式如图 8 所示。
［收稿日期］ 2017－03－20
［DOI］ 10. 13532 / j. cnki. cn11－3677 / td. 2017. 04. 009
［基金项目］ 国家重点基础研究发展计划 （ 973 计划） 资助项目 （ 2014CB046302）
［作者简介］ 傅继龙 （ 1971－） ，男，甘肃泾川人，采煤工程师，主要从事井工煤矿开采技术管理工作。
煤矿开采
2017 年第 4 期
加速度比较快。工作面推过测站后，巷道的表面位 移变化不太明显，有小幅的增加，推过 20m 后基 本不再发生变化。
（ 2） 距离工作面煤壁大约 20m 的位置，巷道 表面位移显现明显，表明在煤壁前方 20m 的范围， 是受到采动影响活动的区域。工作面推过测站 10m 范围内，巷道表面位移仍受临近工作面回采动压、 以及采空区上覆岩层活动扰动的影响，顶底板和两 帮的移近量呈进一步增大的趋势，但是随工作面远 离，巷道表面位移基本不再受采动影响。
Abstract： Advanced hydraulic support is an important equipment for maintain roadway roof supporting，based on geological situation of ventilation roadway of Liuxiang coal mine，advanced roadway stress distribution law was studied by numerical simulation method， and then roadway advanced supporting distance and supporting strength were put forward，the change law of roadway surface convergence was obtained by filed testing，it references for ventilation roadway advanced hydraulic supports selection and design of Liuxiang coal mine. Key words： ventilation roadway； advanced hydraulic support； support selection； numerical simulation； two supports one group