一、综采工作面超前支护现状
工作面超前支护是工作面防护的重点和难点之一。一方面，由于矿井开采强度加大，推进速度和自动化程度提高，对工作面端头和超前支护提出了更高的要求；另一方面，综采工作面设备数量的增加，设备尺寸的加大，人员增多，以及工序的复杂，对工作面端头和超前支护可靠性要求更高。
目前，超前支护主要有以下几种支护形式：
- 木支柱
- 注浆点柱
- 以锚杆为主体的系列支护
- 单体液压支柱
- 采用U型钢支护的拱型巷道，端头及其超前20米巷道采用单体支柱与金属铰接顶梁或长钢梁加强支护；
- 采用锚杆（锚、网、梁）支护的梯形巷道，工作面配端头液压支架，超前20米巷道采用单体支柱与金属铰接顶梁或长钢梁加强支护；
- 工作面刮板输送机与转载机交叉侧卸布置，后置式液压支架摆至巷道，架前采用单体支柱加强支护；
- 采用端头液压支架和超前液压支架联合支护，实现顺槽超前完全机械化支护。
目前国内前四种支护方式应用很少，目前我国许多矿区主要采用上述第⑤种支护方式。采煤工作面两顺槽超前支护主要以单体支柱配合金属铰接顶梁进行支护。
近几年煤矿开采推进速度加快和自动化程度的提高，目前配套的综采工作面配备端头支架已成常识，好多原来没有配端头支架的工作面也在改造准备上端头，也即采用上述第⑥⑦已得到广泛使用。
赋存条件好、管理要求高的有前瞻性的矿区采用上述第⑧种支护方式，实施超前机械化联合支护，取得良好效果。
二、综采工作面超前支护存在问题
单体液压支柱配合铰接顶梁进行超前支护的局限性在特殊地质条件和临面开采时，逐渐表现出来。
首先是支护强度低，对于顶板压力较大的煤层，达不到支护强度，易造成工作面安全出口处顶板下沉，单体支柱钻底多，回撤困难，特别是工作面后部密集切顶处尤其如此，既增加了劳动强度，又不利于安全生产。
其次是支护速度慢，由于单体液压支柱、顶梁支设及回撤速度难以大幅度提高，制约了工作面的推进速度，难以实现高产高效。
再次是劳动强度大，由于支设回撤单体支柱及顶梁频繁，并且全部采用人力，造成工作面回采使用人员多，劳动强度大。
最重要是支护成本高，安全性差，因顶板压力大或操作等原因，支柱、顶梁、柱鞋的损坏量较大，增加成本支出，并且工序复杂，人工操作多，造成事故的概率较大。
采用超前液压支架进行综采综放工作面超前巷道支护已经成为高产高效和矿山压力显现突出矿井的一大趋势和必然选择。但超前支护采用超前液压支架的机械化支护方式推广中仍存一定难度，当前研制和使用存在的技术问题突出表现在以下方面：
当工作面每推进一个步距时，顺槽超前液压支架就需要拉移一次，而每个拉移过程都需要支架降架、升架一次，对支护区域内的顶板形成顺序的反复支撑，使顶板的完整性遭到很大破坏，也使下面操作的工人受碎块粉尘以及冒落的威胁。
超前支架应用环境多是大巷道断面，高度大，而由于超前巷道中设备、行人和运输通道限制，多是“高”和“窄”形设计，造成稳定性较差。
三、使用单体柱配π型钢综采工作面超前支护要求
1、要根据地质条件和采动变化决定超前支护的长度以及单体柱间、排距；超前支护长度不能小于20m，单体柱间、排距不得大于作业规程规定的± 50mm 。
2、单体柱应垂直支撑、迎山有力，成线布置，三用阀方向一致，并安装防倒装置。
3、单体柱上方接顶实在，达到初撑力要求，测力计完好。
4、底板松软时，单体柱须穿鞋保证钻底量不大于100mm 。
5、单体柱活柱须预留不少于200mm伸缩量，严禁单体柱超高使用或压死单体柱。
四、使用超前支架综采工作面超前支护要求
1、超前支架应具有稳定机构，稳定机构独立单元高宽比宜小于7 。
由于超前巷道中设备、行人和运输通道限制，多是“高”和“窄”形设计，造成稳定性较差，因而超前支架应设置稳定结构。
2、超前支架宜采用较低的低初撑力和较高的工作阻力。
超前巷道的支护较大的工作阻力能够改善巷道围岩的变形和受力状态，但过大的初撑力将破坏围岩和锚杆支护系统的平衡加大支护的难度。由此提出采用“低初撑，高工阻”的超前支护策略，即初撑力不宜设计过高，以不破坏原始支护系统为准则，同时应具有较大的工作阻力，在顶板来压时应能承担较大的压力。
3、超前支架宜配置调压阀。
为实现“低初撑，高工阻”的超前支护策略，但工作面泵压是一定的，为此在液压系统中配置调压阀控制系统的初撑力，可根据需要调整超前支架的初撑力，弱化支架主动支护对现有顶板的破坏。
4、超前支架多组单元可采用不同支护强度。
长距离超前支护一般采用多组相同结构的超前支架来完成；研究表明两巷压力显现强烈区域为超前工作面10～20m；因而超出20m外的超前支架单元可以根据生产实际降低其支护强度。
5、 超前支架顶梁可采用“凹、凸”异形或者铺设柔性层躲避锚杆锚索头。
顶板锚索锚杆露出较长，超前支架在反复支撑过程中，容易顶溃锚杆，造成顶板破碎，超前支架顶梁可采用“凹、凸”异形或者铺设柔性层。
6、超前支架宜采用大行程推移千斤顶，减少反复支撑次数。
工作面每推进一个步距时，顺槽超前液压支架就需要拉移一次，而每个拉移过程都需要支架降架、升架一次，对支护区域内的顶板形成顺序的反复支撑，使顶板的完整性遭到很大破坏，也使下面操作的工人受碎块粉尘以及冒落的威胁。
7、超前支架操纵阀应设在便于观察转载机、相邻超前支架或端头支架和前方巷道状态的位置
超前支架同时和转载机、超前支架或端头支架等设备存在配套关系，在使用过程中易发生干涉别卡等现象，在操作超前支架要注意观察和其他设备的关系，因而特别强调了超前支架操纵阀的设置问题。
8、超前支架底座最突出点与转载机最宽处的距离应不小于30mm。
9、超前支架底座与巷帮之间的无设备行人宽度应不小于700mm；
10、超前支架顶梁与巷帮之间距离应不小于300mm。
11、双列式超前支架顶梁或底座间应具有调架装置。
12、 超前支架的推移机构，应能实现同步推进、交替拉架。
13、超前支架的液压管路系统软管不应落地。
五、超前支架操作要求
1、只有经过液压支架操作培训并且合格的有关人员（持证）才能操作液压支架。
2、升架时要完全达到初撑力，只有这样才能保证完好的支撑顶板，防止煤和周围矸石落入人行道内；同时应注意初撑力不要过高，以防止过高的初撑力破坏围岩自身的稳定性，加剧支护的难度。
3、定期清理支架操作指示牌，确保清晰，以防止任何误操作而造成事故。
4、底板和顶板的推移空间内保持顺畅，以保证支架的顺利拉移。
5、移架后重新升架时，为了防止前移的支架和邻架倾斜，要使用调架装置尽快调直支架，并使底座和邻架的顶梁底座平行对齐。
6、当巷道高度较小时，应及时落底确保立柱至少有200mm的行程，以防立柱压死。
7、操作时操作人员站在支架踏板上，身体不要探出，决不能让身体的任何部位进入顶梁与顶板、底座与底板之间。
8、拉架前和拉架时支架操作人员要始终观察支架活动范围内是否有事故隐患，谨慎操作、防止事故发生。
9、操作完支架后，左右支架之间的细胶管应及时吊挂，以保证行人高度。
10、当支架顶梁离开顶板后，才可操作推移千斤顶和调架千斤顶，以免千斤顶损坏。
11、支架前移之前必须将前梁适当下摆，决不能在上摆的前梁顶着顶板的情况下移架，防止损坏支架、撕破顶网。
12、当巷道高度较大，支架顶梁不接顶时，应将顶梁前段架设木垛，使支架能够正常接顶。
13、顶板破碎时移架应采用擦顶移架方式。
14、考虑到底板较松软，如发生液压支架底座陷入底板的情况时，移架时可在支架底座垫上木板或者道木，确保支架沿着煤层前移，而不陷入底板。
15、移架时为防止支架倒架和底座偏斜，要及时调整各调架千斤顶行程，使其调正，便于移架，必要时加以辅助支撑。
六、超前支架检修安全要求
1、在进行检修工作中，决不能带压拆卸各类胶管及液压元件，需要拆卸更换时，必须关闭主进液管路。
2、检修时一定要在该液压支架的操作阀组上挂出警示标志。
3、检修班每天 看是否有损坏和可能发生事故的隐患，如有任何问题应及时处理。
4、在维修支架液压系统时，新换的胶管在连接前要彻底冲洗，保证新换液压胶管中没有铁屑等脏物，确保液压系统的清洁度。
5、要严格检查确保液压系统的胶管接口处无漏液、胶管外部无损伤、暴皮、起泡等现象存在。
6、在更换液压胶管时，应使用同型号规格和压力的胶管，或高于该压力的同型号规格的胶管来代替。
7、应使用与胶管相适应的U形卡来固定管接头，并牢固插紧，决不能用其他物品代替。
8、维修液压系统管路时，要捆绑、理顺好液压胶管，并且能够自由移动，不能挤压及过度拉伸液压胶管。
9、出现已损坏的液压胶管及液压元件，应由液压支架工立即更换。更换工作之前必须将液压系统和更换元件内的压力卸压。
10、维修更换控制阀与立柱及一些承受压力的液压缸支架的液压管路及其元件时，必须先卸压，并将与其连接有可能发生转动的部件，用机械方法牢牢固定。
天地科技股份有限公司开采设计事业部是国家煤炭工业液压支架及支护技术归口单位，承担着国家和煤炭行业液压支架及支护设备标准规范制定和技术开发职能，是液压支架技术与智能化开采装备技术领域国内外久负盛名的设计研究与产品技术开发机构。我们将不定期更新有关综采配套、液压支架、智慧煤矿及工作面自动化和智能化系统集成设计的知识和最新成果，助力工作面支护技术的发展，欢迎关注，第一时间了解最新动态。
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