第一章综采工作面支护新工艺新技术工作面支架是平衡工作面顶板压力的一种结构物。
从整体来看，由工作面支架所支护的工作空间这一小结构，必须与开采后上覆岩层（主要是裂隙带岩层）所形成的大结构相适应。
由实际综采工作面液压支架使用情况可知，工作面支架必须具备两个特点：其一，必须具有一定的可缩性；其二，支架的可缩量与其支撑力必须有良好的配合关系。
支架是处在对上覆岩层“煤壁—支架—采空区已冒落的矸石”的支撑体系中，相对来说，煤壁的可缩量很小，采空区已冒落的矸石则有较大的可缩量，而支架处于两者之间。
一般称支架的“工作阻力—可缩量”曲线为支架特性曲线。
回采工作面支架主要是梁与柱的配合，顶梁一般是刚性的，而支柱常由活柱及缸体两节组成，由于其间的配合形成了可缩性，因而支架的特性主要是由支柱的特性来决定的。
综采工作面支护包括，工作面支护、工作面端头支护和回采巷道的加强支护3项内容。
第一节工作面支护新工艺新技术一、稳定顶板的支护（一）适应架型（1）支撑式液压支架。
（2）支撑掩护式液压支架。
（二）支护方式（1）及时支护。
（2）滞后支护。
（三）技术要求（1）顶板整体性强时，选用支撑式液压支架，并采取滞后支护方式。
这样能使整体性强的顶板有适量的下沉或破碎，便于对整体性强的顶板的控制，但滞后支护的时间必须根据实际情况确定，力求滞后时间适当。
（2）顶板整体性较差时，选用支撑掩护式液压支架，并采取及时支护方式，这样才能有效地控制顶板。
（3）顶板局部破碎时，应采取护顶防冒顶措施。
二、破碎顶板的支护（一）适应架型（1）支撑掩护式液压支架。
（2）掩护式液压支架。
（二）支护方式（1）及时支护。
（2）超前支护。
（三）技术要求（1）顶板破碎较严重、且压力不大时，选用掩护式液压支架，并采取滞后支护方式和相应的防冒顶护顶措施。
（2）顶板破碎一般、压力较大时，选用支撑掩护式液压支架，并采取及时支护方式。
（3）在顶板破碎且片帮难以使液压支架移步时，可采取超前移架支护方式，采煤机通过超前移架的支架时，必须防止割坏支架顶梁，这种支护方式仅在局部地段采用。
（四）技术措施（1）带压擦顶移架。
（2）挑顺山（平行煤壁）护顶梁。
（3）架走向（垂直煤壁）棚护项。
（4）架走向梁护顶。
（5）铺金属网护顶。
（6）固化煤壁与顶板。
（7）撞楔（贯钎）法防治局部冒顶。
三、坚硬顶板的支护（一）适应架型（1）支撑式液压支架。
（2）支撑掩护式液压支架。
（二）支护方式（1）滞后支护。
（2）及时支护。
（三）技术要求（1）一般支架的支护强度应不低于10002kN m，依据不同的条件可在1000～/12002/kN m之间取选。
（2）支架顶梁长度尽量缩短，以4m 左右为宜。
（3）支架的初撑力要高，以接近工作阻力为宜，以便有效地控制顶板的离层，降低顶板对支架的冲击载荷。
（4）支架最好装有大流量安全阀，特别是前梁千斤顶要装上大流量安全阀。
（四）技术措施（1）爆破法强制放顶。
（2）超前深孔松动爆破。
（3）挑落式深孔爆破。
（4）浅孔式爆破。
（5）深浅孔综合爆破。
（6）顶板注水软化压裂。
四、分层顶板的支护（一）适应架型（1）掩护式液压支架。
（2）支撑掩护式液压支架。
（二）支护方式（1）及时支护。
（2）超前支护。
（三）对支架的要求（1）顶梁较短，有活动侧护板。
（2）带伸缩式前探梁。
（3）拉架力大，能实现带压擦顶移架。
（4）顶梁底座等构件的周边结构要圆滑，保证移架时不扯网。
（四）支护要求与措施（1）及时支护新暴露出来的金属网假顶。
（2）移架前必须处理掉割煤时留下的煤皮，严防因支架卸载而突然冒落，引起金属网崩网事故发生。
（3）支架要排列整齐，间距保持均匀，严防架间出现网兜。
（4）在支架顶梁前至煤壁间架走向（垂直煤壁）梁，超前支护因片帮造成下沉的金属网假顶。
（5）支架间架设走向棚，托住架间网兜。
第二节综采工作面端头支护新工艺新技术一、端头支护的重要性工作面端头是指工作面与两巷的交接处。
端头处的悬顶面积大、时间长，机械设备多，又是进（出）材料和人员的交通口，所以必须采取措施加强支护。
特别是工作面端头处的顶板事故约占工作事故的1/4～1/3，故搞好工作面两端头处的支护管理是十分重要的。
二、端头支护方式的选择原则确定端头支护方式时，主要考虑端头悬顶面积的大小、顶板压力的大小及其稳定性（稳定程度）、回采巷道原用支护方式、工作面与两巷的联系特点、工作面生产工艺特点，端头设备布置形式等因素。
三、综采工作面端头支护方式（一）端头液压支架支护（1）支架型式目前国产端头液压支架主要有支撑式和支撑掩护式两种架型。
它们均靠设在主、副架间的液压推移装置迈步前移。
（2）适用条件端头液压支架适用于工作面倾角较小，两巷断面大，顶板比较完整的条件下使用。
（3）支架布置方式。
使用工作面端头液压支架时，一般每个端头安一组两架。
下端头液压支架与巷道转载机的相互位置有中置式和偏置式两种；图（2－1－1）所示为中置式。
根据实际情况，配用相应的辅助支护仍是很有必要的，如图（2－1－1）所示的出口处设大抬棚。
（二）普通液压支架支护（1）适用条件与端头液压支架的适用条件基本相同，只是它是靠设在支架与输送机间的推移装置移步的，所以其对较破碎的顶板也是比较适用的。
（2）支架布置方式如图2－1－2。
每个端头一般安置2～3架工作面普通支架。
因受输送机机头、机尾的影响，端头液压支架往往比工作面内的液压支架滞后一步（约600mm)。
采用这种支护方式时应解决好液压支架与刮板输送机机头、机尾的连接问题，并采取措施维护好转载机机尾处的顶板，同时要配用相应的辅助支护。
为弥补普通液压支架顶梁短的不足，可采取接长其前梁的方法。
（三）锚杆—钢带支护（1）适用条件锚杆—钢带支护适用于顶板完整性好，且回采巷道采用锚杆支护，尤其是沿空留巷前进式综采工作面。
（2）布置方式沿空留巷前进式综采工作面端头锚杆—钢带支护布置示意图如图2－1－3所示，由图可知，为了方便端头巷旁充填施工，工作面液压支架要向内移动一定距离，端头处的空顶采取锚杆孔列与巷道内锚杆孔列交错布置方式，孔钻毕插入锚杆，一列锚杆联上图2－1－3b所示的钢带构成支护体系。
钢带用σ＝3mm 的A3钢板材冷轧而成，采用图示的断面为的是增加刚度。
（四）组合大抬棚支护（1）适用条件。
适用于各种综采生产工艺条件下的端头支护。
这种支护方式具有较强的适应性，架设移置灵活方便，有利于综采工作面快速推进，能依顶板压力大小灵活增减支架数目；支架移置时，不是大面积卸载，有利于顶板维护。
（2）支架布置方式（图2－1－4）组合抬棚包括出口处抬棚和内抬棚，抬棚由长梁和柱组成。
长梁多用铰接长梁或整体工字钢长梁。
采用铰接长梁时，为了增加长梁的刚度，可用双沟梁或将原单沟梁楔沟棚上使用，但卸架时，比较困难。
①出口处抬棚采用铰接长梁时，每节梁下支撑一根单体液压排，铰接长度根据具体情况而定；采用工字钢长梁时，一般用25号矿用工字钢，长度3.2～4.0m为宜，每根长梁下支撑3根单体液压支柱。
为了增加单体液压支柱与梁柱结合处的牢固程度和稳定性，应在梁头及中部焊牙，或在工字钢底翼板两侧割出小缺口。
②出口内抬棚棚梁为25号矿用工字钢，长度4.0m左右，数目2～3 架，梁下支撑3根单体液压支柱。
此长梁抬棚随工作面推移而交替挪移。
抬棚的梁上顺倾斜插上背板，并与巷道支架连接，以增加抬棚的稳定性，抬棚的位置依设备布置情况而定。
当巷道用拱形支架支护时，应预先在拱形梁的适当位置焊上抬棚梁卡，以便架设抬棚。
（五）单体液压支柱—十字顶梁—交接短梁支护（1）适用条件该支护方式适用于回采巷道采用锚杆支护的综采工作面端头支护，或超前替棚支护工作面端头。
（2）支护方式一般情况下，如图2－1－5所示，沿工作面推进方向十字顶梁间由短梁联接，沿工作面方向十字顶梁间直接铰接，构成图示的“＃”形承载体。
在每个十字顶梁下支撑3根单体液压支柱，这样即组成具有较高的强度和稳定性的端头支撑体系。
端头的布置形式随工作面输送机与运输巷的转载机的搭接地点而异，铰接长度依实际情况而定。
第三节坚硬顶板控制新工艺新技术坚硬顶板控制的重点是：在有目的有控制的条件下采取措施强制放顶。
强制放顶的主要技术措施有“爆破法”、“软化压裂法”两种。
一、爆破法控制顶板（一）超前深孔松动爆破（1）适用顶板直接顶坚硬但厚度较小，将其垮落下来不足以充满采空区，而基本顶又为整体性较强、较厚岩层。
（2）钻孔布置钻孔平行工作面布置，有单侧和双侧布置两种形式。
单侧布置（图2－2－1）适用于煤层倾角大、长度较小的工作面，钻孔由下平巷向上钻进。
双侧布置（图2－2－2）适用于煤层倾角较小、长度较大的工作面。
（3）超前距离钻孔超前工作面钻进，其超前距离以不影响综采工作面正常生产为原则。
（4）钻孔间距钻孔间距要小于工作面来压步距3～5m。
来压步距大时，取25～30m；初次放顶的钻孔，距工作面开切眼25m（或更小些）布置。
（5）钻场设置根据工作面具体条件，分回采巷道设置钻场和专门硐室设置钻场两种方式。
（6）钻孔参数钻孔参数主要有钻孔仰角（俯角）、钻孔垂深、钻进深度等。
钻孔参数的确定主要根据煤层赋存条件、顶板结构特点、工作面倾斜长度、钻场位置、钻孔设备点等综合确定，以实施爆破后利于基本顶岩层的松动及尽早垮落为原则。
（7）爆破放顶实施爆破是爆破放顶的关键。
必须根据钻孔布置情况及基本顶岩层结构和坚固性，合理确定爆破参数，如装药量、装药方式、封孔方法与封孔长度等。
必须有专门的爆破设计，实施爆破，要加强顶板控制，保证生产安全。
（二）挑落式深孔爆破（1）适用顶板适用于直接顶坚硬且层厚较大的顶板。
（2）放顶步距一般为25～30m，初次放顶步距可适当减小。
（3）钻孔布置如图2－2－2所示，工作面推进后，在其后方按垂直工作面方向向采空顶板打深孔，一般工作面两端头钻3排孔，中部钻2排孔，排间孔呈交错布置。
（4）钻孔参数钻孔垂深关系到采高碎胀系数等，但原则上要求爆破后碎落的矸石能全充满采空空间，一般为5～10m 。
钻孔间距7～8m ，钻孔排距1.2～1.8m ，钻孔仰角60°～65°，钻孔直径60～70mm ，钻孔垂深可依下式确定1M P H K -=- 式中：H —钻孔垂深，m ；M —采高；P —采空区崩落岩块堆上方留的空隙，约0.5m ；K —崩落岩块的碎胀系数，一般为1.4～1.8m 。
（5）爆破放顶实施爆破时，必须依顶板岩层的结构组合和钻孔参数合理确定爆破参数，使崩落岩石的碎胀系数尽量大些。
爆破时，先起爆第一排，使第二排在扩大自由面的条件下爆破，两次爆破后，在顶板上切割一道深槽以利老顶来压时沿此槽切断垮落，从而减小来压强度，保证安全。
（三）浅孔式爆破（1）适用顶板浅孔式爆破适用于直接顶坚硬、较硬的顶板。
（2）放顶步距每日处理一次。