综采工作面端头支护、顺槽超前支护是矿井综采工作面顶板支护管理的薄弱区域,综采工作面超前及端头支护支架的设计应用,提高了矿井的现场安全管理、矿井机械化程度,更是确保了矿井安全生产,提高了矿井工作效率。

超前支护液压支架的研制及应用,大大提高了综采工作面顺槽顶板的安全性,即为行人及顺槽设备安全提供了保障。论述了综采工作面顺槽超前支护液压支架的发展过程及其技术特点,分析了目前超前支护液压支架存在未能从根本上解决综采工作面顺槽顶板反复支撑的技术缺陷,提出了将新型带压支护技术应用于现有履带行走式超前支护液压支架顶梁的新技术是解决这个问题的关键。

介绍了一种适用于神东矿区稳定及以上顶板条件下的综采面顺槽超前支护支架。并对该顺槽超前支护支架组的设计思路、技术参数、结构特点及井下应用情况进行了详细阐述。

针对渝阳煤矿深部巷道N3702运输巷围岩变形严重、原支护方式效果差的问题,为保证巷道长久稳定与安全,通过巷道矿压监测与松动圈测试量化了围岩变形特征,研究了围岩变形与支护作用机理。研究结果表明:巷道围岩变形破坏具有明显的时间效应,顶底变形大于两帮变形。基于悬吊理论与最大水平应力理论进行支护优化设计,确定了合理有效的支护优化方案及参数,并进行了现场工程试验。根据现场监测结果分析,支护优化方案有效控制了巷道围岩变形,支护效果较好。

针对盛鑫煤矿浅埋坚硬煤层51101综采面超前支护区域巷道的支护技术难题,通过现场调研及工程类比等方法,对其围岩变形的影响因素及破坏特征进行了分析,并确定出工作面超前支护区域巷道支护参数。运用FLAC3D数值模拟软件,对支护前后巷道围岩位移场变化进行对比分析,分析得出顶板最大下沉量及底板变形量收敛值明显降低,支护参数合理可行。现场实践表明:51101工作面超前支护区域围岩变形速度及围岩变形量都在安全合理范围之内,实现了矿井的安全高效开采,同时为相似工程地质条件下的超前支护技术提供一定借鉴。

淮南张集煤矿1112(3)工作面受两侧沿空及超前支承压力,工作面上下顺槽超前段矿压显现剧烈,巷道变形严重。传统的套棚、回棚和单体液压支柱配合铰接顶梁或工字钢梁挑棚超前支护仍存在劳动强度大、劳动效率低等缺点。采用锚索钢梁代替圆木套棚和四排挑棚进行超前支护的新工艺时,支护强度明显提高,两巷顶底板及两帮位移明显减小,支护成本大大降低。

通过对纳林河二号煤矿31102工作面回风巷超前支护段强矿压作用机理及回采过程中微震监测系统、超前应力监测系统、地面沉降观测数据的综合分析，总结了临空巷道回采期间超前支护段巷道变形机理及覆岩运动规律。结合现场矿压规律和微震监测数据分析结果，将超前支护前300 m划分为高、中、低频区和稳定区，针对不同区段采取“四位一体”支护设计。现场实施后巷道变形得到有效控制，实现了安全高效回采，对类似矿井大采高临空巷道超前支护有一定借鉴意义。

目前国内煤矿综采工作面下上端头超前支护,一般采用单体支柱与铰接顶梁(或圆木)相配合的支护形式,即所谓"一梁三柱"或"一梁四柱"形式,不仅劳动强度大、安全性差,而且影响工作面回采速度。铁煤集团与科研院所合作,研制加工了超前支护液压支架,取代了原有单体木棚等超前支护形式,有效地控制了顶板下沉,避免了在原有支护形式下的挑顶、翻棚及频繁改打单体支柱等工作,提高了机械化程度,保证了安全生产。

超前支护是保证井下巷道工程和工作面稳定的主要措施,综采工作面的超前支护更是保证综采工作能够顺利进行的前提。通过设计和使用托梁器及Π型梁步进链,不仅提高了工人的工作效率和工作质量,更有力保障了工人们的生命安全,为井下超前支护工作提供了装备支持。

煤矿巷道支护的形式是多种多样的,而在对支护体系的相关参数进行设计时,必须充分考虑各方面的影响因素,如巷道围岩性质、支护形式、应力变化等,这些数据的分析和处理十分复杂,可以通过构建神经网络模型的方式来实现。结合某煤矿的实际情况,对基于MATLAB的BP神经网络模型在巷道支护参数设计中的应用进行了分析,希望能够为煤矿巷道支护体系的设计提供一些参考依据。