單體金屬支架包括摩擦式支柱和鉸接頂梁。金屬支柱有兩種型號(hào):急增阻式支柱的可縮量較小(50—120毫米),最大工作阻力為250~350千牛,適用于頂板穩(wěn)定、下沉量較小的薄煤層工作面;微增阻式支柱的最大工作阻力為350千牛,可縮量較大(400毫米),可用在頂板下沉量較大的工作面。鉸接頂梁對(duì)起伏不平的頂板和金屬網(wǎng)假頂?shù)倪m應(yīng)性較差。
回采工作面的金屬支架,大都不是垂直頂?shù)装寮茉O(shè)的。在緩傾斜和傾斜煤層中的支架,不但要承受頂板巖層的垂直壓力,還要承受巖層沿傾斜方向產(chǎn)生的下滑力,所以支架要有迎山角才能吃勁。在緩斜工作面,一般打成3~5度的迎山角。為了提高摩擦支柱的初撐力,達(dá)到有效支護(hù)頂板的目的,架設(shè)支柱時(shí),一定要用液壓升柱器。
金屬支架主要有三種支護(hù)形式:戴帽點(diǎn)柱、支架和懸臂支架。戴帽點(diǎn)柱對(duì)支護(hù)不平整頂板的適應(yīng)性強(qiáng),適用于堅(jiān)硬頂板,但不能在比較破碎的頂板下使用。摩擦支柱與鉸接頂梁配合使用,形成一梁二柱或一梁三柱的支架,適用于頂板比較破碎或有局部小地質(zhì)構(gòu)造的工作面。摩擦支柱與鉸接頂梁也可組成懸臂支架,就是在放炮或割煤以后立即掛梁,梁下先不打支柱,形成一定長(zhǎng)度的正懸臂,支護(hù)新暴露出的頂板,這樣可以減少頂板初期下沉,對(duì)破碎頂板的管理非常有利。工人在懸臂梁下采煤,不致被頂板掉下的碎石砸傷;特別在回收支柱時(shí),還可利用頂梁作倒懸臂支護(hù),使人工回柱更安全。