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。

为解决长平煤矿大采高工作面运输巷使用单体柱进行超前支护耗时长、工人劳动强度大、费用高、安全性低等缺陷,通过对运输巷顶板压力的实测,选取ZQL2X3000/27/55型液压支架进行超前支护,改进了运输巷超前支护工艺,不仅能够有效防止运输巷超前支护段顶板受压局部冒落,而且减少了超前支护工序占用的生产时间,提高了回采工效,减轻了职工劳动强度,降低了生产成本,现场使用效果显著。

超前支护替棚支架是煤矿井下液压支架技术的延伸和发展,主要用于解决煤矿井下受采动影响超前支护段顶板的维护问题。ZT9200/19/35超前支护替棚支架工阻大,结构简单、适应性强。采用四连杆机构,并且布置在两立柱中间,顶梁受力效果好,并能承受一定的水平力、侧向力。

根据晋煤长平矿大采高工作面地质及机尾巷道条件,研制一套超前支护液压支架,解决了支护高度与强度低、工序繁琐等问题,减轻了工人的劳动强度,提高生产效率,保证井下安全、稳定、高效运转,从而实现节能降耗、减人提效,提高矿井的经济效益。

针对煤矿巷道支护专家系统知识内容有限、知识难以融合共享、无法从非结构化数据中挖掘相关知识等问题，构建了煤矿巷道支护领域知识图谱。首先通过设计领域概念、关系及属性对煤矿巷道支护领域知识建模;然后从煤矿巷道支护领域结构化、半结构化、非结构化数据源获取知识，并基于深度学习模型BI-LSTM-CRF进行实体识别;最后利用图数据库Neo4j存储煤矿巷道支护领域知识，形成煤矿巷道支护领域知识图谱。煤矿巷道支护领域知识图谱可进一步提升煤矿巷道支护设计和管理效率，为煤矿巷道支护智能化管理提供知识支持。

针对王洼煤矿E1108大倾角综采工作面煤层赋存条件复杂、顶板倾角变化大,工作面上下端头及两巷超前支护段顶板维护困难的实际情况,研究制定了工作面上下端头顶板支护技术措施,分别提出了回采巷道在顶板倾角小于5°、5～15°、大于15°不同阶段的超前支护技术方案。现场实践表明,当回采巷道顶板倾角大于15°时,采用挖底、接顶超前支护技术措施后,顶板下沉速度显著减小,运输巷超前支护段顶板最大下沉量为170 mm,回风巷超前支护段顶板最大下沉量为230 mm,既满足了巷道回采层位的要求,又保证了回采期间巷道超前支护段顶板的稳定性。

运河煤矿综采面的装备水平能力很高,但是以单体支柱为主的支护方式增大了回料工作的危险性,给综采工作面的高效推进和安全管理带来一定困难,同时降低了两巷超前支护区以及端头区域的机械化程度,成为综采机械化开采技术的薄弱环节。各液压支架生产厂家现有的超前支护架和端头液压支架,架型都较大,设备都比较重,这些超前支护架和端头支架无法用在我矿,原因不仅是上下井和运输困难,主要是和我矿现有的综放设备不能够配套。因此按照我矿的实际情况自主设计了带挑梁式超前支护架用以替代超前单体支柱和端头单体支柱。

跃进煤矿25110综放工作面采深已达千米,同时受冲击地压的影响,转载机超前支护段压力大,采用单体柱支护易造成支柱倾斜、底板鼓起、巷道断面大幅收缩,而且工人劳动强度高,支、回柱的危险性较大。ZT2×4000/23/50型液压支架是根据综采工作面运输巷随转载机拉移、将巷道永久支护替换为临时超前支护的具体条件而设计,通过前后架交替自移实现了机械化、自动化超前支护,取得了较好的支护效果。