华亭矿区建设管理委员会砚北煤矿是国家新开发建设的300万t特大型现代化矿井，于1996年12月18日正式开工建设，1998年12月31日开始带负荷联合试运转，目前将正式移交生产�？缶捎玫ニ缴稀⑾律娇胤绞�，走向长壁水平分层综采放顶煤开采，主采煤层为华亭煤田煤5层，煤层平均厚度53 m，倾角35—54。，工作面走向长度1500 m，倾斜长度60 m，水平分层高度12 m，其中机采高度2.5 m．放顶煤高度9.5 m。采煤机截深0,8 m，放顶煤步距0.8 m，一采一放，循环进度0.8 m。两巷均采用29U型拱型可缩性钢支架支护。工作面上口（运输巷口）采用煤科总院北京开采研究所设计，北京煤矿机械厂制造的ZTF11520／23/32型放顶煤端头支架一组支护，即采用一付主架和一付副架组合的形式支护，移架时主副架互为支点靠架间液压推移装置迈步前移。
1、改造端头架尾梁，增设中低位放煤口
根据华亭煤田煤层特点和综采放顶煤采煤方法，砚北煤矿端头支护形式必须能：①加强支护端头压力集中区，保证支护强度，确保顶板安全；②回收底板侧“三角煤”，见图2。
ZTF11520/23/32型放顶煤端头液压支架具有支撑强度高，移架速度快，人员操作安全便利，移架不受割煤影响等优点，还可以解决“放三角煤”问题。但在实际使用中，该支架低位放“三角煤”效果不理想，工作面每推进1 m只能采出50 t煤，采出率仅为设计采出率的41.6%。原因主要有：①转载机机尾链轮伸入尾梁过长，会造成无法维护和检修机尾轮，易引起转载机故障，过短则只能放出少量煤，造成采出率低；②副架尾梁处于后
输送机机头处，放煤口太低，煤无法进入中部槽，失去放煤功能。为了进一步提高放煤量，经现场反复实验，发现台理选择放煤口是关键，应将端头架放煤口由低位改为中低位，即将尾梁下部放煤插板口处加500 mm长钢板，变为固定掩护梁。其次在尾梁中下部开设600 mmX1400 mm的放煤口，将原控制放煤插板的推移缸由下部改装到中上部：用来控制新开放煤口插板，控制放煤口的开启和关闭，见图3、图4。
通过这样改造，主端头架可将转载机机尾安装在尾梁下预以掩护，同时将煤直接放出落在转载机上拉出，副端头架通过提高放煤口，将煤落在后输送机上来提高放煤量。经计算，改造后端头支架放“三角煤”量由原来的每推进1m放50 t，增加到120 t，采出率提高至89.2%。
2、改造端头支架前顶梁，增设活动顶梁
由于巷道压力大，砚北煤矿综采工作面进回风两巷巷道均采用29U型可缩性拱型钢支架。根据顶板压力动态变化规律，运输巷超前支护确定为40 m，其中在工作面上端头段20 m内，必须提前将拱型钢棚拆掉，保证工作面正常推进，采用一木粱两单体柱抬棚上铺金属网替换，并在走向打了一梁三柱的兀型钢梁迈步交替进行加固。正常循环时，端头架步距为800 mm。拉端头架的步骤是：先将主架降低，利用副架为支点，用液压缸将主架拉上一个步距后将主架升起；再将副架降架与主架拉齐后升起。此时压在顶粱上面的木棚无法回收，致使大量的坑木被甩人采空区，浪费木材又影响主副架放煤。仅以砚北矿为例，支架间距为800 mm，坑木直径20 mm，长度3.8m，每年推进3 600m，仅此项坑木年消耗达583.2m3。材料消耗大，原煤成本上升，直接影响矿井经济效益提高。
如果在两端头架前顶梁部各加设一能收缩的活动顶粱（其工作特点象工作面液压支架的护壁板），在木梁回收后由活动顶梁直接接顶，则可回收大量的坑木，见图5。
活动顶粱的工作原理：当工作面输送机机头拉过后，降下端头支架主顶粱与前顶梁的同时，活动顶梁降30°倾角，拉移端头架800 mm步距，然后升起主顶粱与前顶梁，暂不升活动顶梁。此时活动顶梁上方已有木棚�；厝ツ玖毫奖叩牡ヌ逯�，使之顺活动顶粱斜面滑下，升起活动顶粱�；疃チ挥攵送芳芮岸チ灰谎�，不需另外护顶。
由于端头支架前顶粱厚度为180 mm，活动顶梁设计不必与其同厚，按强度要求选用80～100 mm厚为宜。因考虑活动顶梁推移千斤的特殊位置，本方案设计活动顶梁的极限位置为：上仰≤10°，F倾≤30p。
3、经济效益
通过适当改造，则综采工作面每米推进度“三角煤”可多采出70 t，按年推进3 600 m计算，可多采出煤炭25.2万t，增加收入1 512万元；考虑用π型钢梁替代木梁，每米节省坑木0.162 m3，节省583.2 m3，降低支护费用29 .16万元。因此，这种综合改进端头支架，不仅具有良好的经济效益，而且很适应华亭煤田特厚煤层，必将产生更好的社会效益。
