“和国内一流制造商的超前支护产品比较，我们的超前支护液压支架在支护长度、灵活性、通畅性、适应性、安装运输方便性等方面比较，都要高出，已经获得了国家发明专利。”晋煤集团金鼎支架分公司技术质量部部长赵光明说。

    超前支护液压支架，是晋煤集团金鼎公司自行研发的井下技术设备，能满足井下复杂地质条件和现有综采设备配套要求。相比国内其他产品，具有支护高度大、推移步距大、对巷道顶、底板适应性强、满足通风和大件物料进出、快速移动的特点。已经经过了煤科总院检测中心型式试验，取得了煤安许可证。

    该超前支护在进行工业性试验时，不仅完全满足了工作面使用要求，适应了井下恶劣环境，还在国际、国内属首创，达到了国际一流水平。目前，已在晋煤集团的成庄矿、长平矿、寺河矿、赵庄二号井、长治大峪等矿使用，性能优良，取得较好的经济效益和社会效益。

 

 

    综采工作面端头区，是井下巷道和综采工作面的交汇处。虽然面积不大，但由于无立柱支护空间大，受采动影响大，矿压显现复杂，所以端头区既是顶板维护的重点，又是顶板管理的难点。

    根据规程要求，综采工作面两侧顺槽20m范围内必须进行超前支护，特别是在软的煤层，顶板不稳定，特殊地质条件此范围还需延长到50m左右。

    而传统的综合机械化采煤工作面，两顺槽超前支护主要以单体液压支柱配合梁体进行联合支护，但是这种超前支护的局限性表现为支护强度低、支护速度慢、劳动强度大、 成本高、安全性差等缺点。

    随着综合机械化采煤技术的发展，与采面液压支架效能相比，采面端头支护落后的矛盾越来越突出，特别是一次采全高工作面顺槽断面高度可达到4～5m，单体支柱难以有效地进行超前支护，且不符合煤矿安全规程要求。例如，在晋煤的长平矿，有的顺槽巷道高5米以上，单体支柱支护困难，移动单体柱需要几个人。而且随着巷道高度增大，单体柱倾倒、折断的威胁性也不断提高。

    “采用超前支护支架代替传统单体柱支护能满足采煤工作面超前支护距离、支护强度及安全间隙，并且使用快捷方便，安全通道顺畅、通风断面大，有利于工作面快速推进。”赵光明说。

    同时，国内外对超前支护液压支架的研究开发起步较晚，随着我国近几年大型矿井的不断增多，煤矿综采安全和高产高效越来越得到重视，极大的促进了超前支护液压支架的研究与应用，已有多种类型超前支架，如悬移式、滑移式、跨骑式等等。但目前超前支架存在支护阻力较小，对井下条件适应性差，而且适应大断面巷道的架型的极少。特别是运输巷超前支架研制困难，使用较少，因此研制新型超前支护已是迫在眉睫的问题。

 

 

    “这个项目是结合井下地质条件、现有综采设备和巷道断面情况，研究开发工作面上、下顺槽超前支护液压支架组，解决采煤工作面超前支护的技术难题，为采煤工作面超前支护提供一种全新的、先进的、机械化的支护方式，以满足实际生产需求。”赵光明说。

    由于采面端头支护落后越来越突出的矛盾，因此，提高设备开机率、加快推进速度、提高工人的工作效率，是提高工作面单产的有效途径。但是，如果端头支护状态不佳，就无法保证综采工作面的高速推进。

    为解决这个问题，金鼎公司调研、了解了国内外超前支护现状，总结了工作面巷道超前支护方式、工艺以及工作面顺槽巷道超前支护的工艺流程，然后进行了超前支护支架的结构设计与制造。

    该超前支护支架的成功研发，为晋煤集团解决了多方面的问题：能够适应顶底板有起伏的状况；支架支护稳定，移架不扎底；可多架连接，增加对端头顺槽的支护长度；有较大的中间通道，较宽的设备部件能够顺利从通道通过；实现了与转载、破碎机的配合自移；较好的满足了井下超前支护要求。

    据了解，晋煤集团金鼎公司，具有生产高端支架的各种专业设备，并有十几年的支架生产经验，先后生产了各类放顶煤支架、垛式支架、薄煤层支架、大采高支架，并通过了工业性试验。

    该超前支护支架在加工时，严格按高端支架加工工艺进行加工，对焊件进行全检、探伤、去应力，同时，操作人员也经过国内专门机构培训具有相应资质，从而保证了制造质量。“严谨的机构和强度设计，保证了超前支架的优良，同时也保证了其工作的可靠性。”

 

 

    “超前支架组，它由三架超前支护支架及支架之间的连接件组成。”在生产车间，赵光明指着实物向记者介绍，每架超前支架由左右两部分通过顶梁、底座铰接耳铰接为一个整体，整体铰接后宽2米。左右各包括顶梁、掩护梁、上下连杆、底座、前梁等部分。而在每个操纵阀位上方则装有侧护板，可以提供安全操作空间。“最后，通过顶防倒千斤铰接在一起，主要起防倒作用，底部装有底调千斤，用于调整支架位置。”

    据介绍，该超前支护液压支架在井下用三组进行超前支护，支护时超前支护支架摆放方向与工作面液压支架前进方向相反，支架总支护距离不小于20米。  （上接C1版）它的移动方式为：随着工作面的前移，第一组支撑单元收前梁，降架200~400mm，推移千斤伸出，升架达到初撑力，展开前梁，完成一组的移动，后面每组支撑单元分别重复第一组支撑单元的步骤。到第三组支撑单元到达原第二组支撑单元的位置，完成一个步距的行走，前梁和侧护板则主要起防护作用。

    其移动方向，可通过两个推移千斤伸缩调整。机头超前支架可采用左右迈步式前进，即左支右移，或右支左移。迈步距离最大可达到1800mm左右。机头超前支架第一架为工作面侧、第二架采用拉架，有利于导向，第三架采用推架。“移动时先移第三架，第二、三架移架后拉转载机，然后再拉第一架。”

    这种新型支护，具有大伸缩比设计、小断面高强设计、大移架步距设计等创新特点。其主要构件强度及总体参数，均经过支架专业软件计算校核，并经过循环加载试验；另外，生产用的钢板、阀、密封、控制系统等原材料及产品均选用国际、国内优质产品；加上金鼎公司有包括高精度加工中心、数控、程控机床、钢板预处理机、1000吨压力机、数控切割机、切割机器人四头镗床等设备及高精度检测试验手段，掌握了成熟高强板焊接工艺，实施严格质量控制制度，质量和安全性能得到了充分保证。

    赵光明告诉记者，这种超前支护，具有经济、社会和环保效益。一方面提高了工作面端头及其巷道支护的安全可靠性，降低了工人劳动强度；另一方面，实现了支护机械化，提高工作面推进速度。例如，可以减少因处理端头影响工作面割煤的时间，端头支护工劳动消耗可降低10%左右；节约木垛等支护材料费用，每年为企业直接节约成本700万元以上，并且每天可以增加2个循环的生产进度。

    “目前，国内大多数矿井仍使用单体液压支柱作超前支护，虽然少数大型矿井采用了端头支护液压支架，应用效果也不错，但仍存在支护长度短、中间通道窄、支护阻力和高度小、运输移动不便等问题。”赵光明说，随着超前支护液压支架研究的发展，在今后几年内，超前支护液压支架将成为煤矿综采设备的方向。