浅析煤矿巷道掘进顶板支护技术

浅析煤矿巷道掘进顶板支护技术
发表时间：2018-11-13T12:17:33.703Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第20期作者：李恒
[导读] 煤企对巷道掘进工作十分重视，并且把大量的顶板支护技术运用到其中，不仅使巷道掘进工作的质量大幅度提高，而且保证了巷道掘进工作的安全和稳定，效果比较明显。

李恒
盘州市安监局胜境安监站贵州省盘州市 553500
摘要：煤矿开采属于高危行业，巷道掘进工作同样风险很大。

因此在工程施工时务必要采取有效的支护措施，以防止发生大面积的塌方事故。

从当前情况来看，煤矿开采时，煤企对巷道掘进工作十分重视，并且把大量的顶板支护技术运用到其中，不仅使巷道掘进工作的质量大幅度提高，而且保证了巷道掘进工作的安全和稳定，效果比较明显。

关键词：煤矿；巷道掘进；顶板支护技术
1常见的煤矿巷道掘进顶板支护技术
1.1锚杆支护
锚杆支护主要由锚杆托板、锚杆杆体和网组成，其中托板是与围岩直接接触的部分，能够为支护设备提供一定的预紧力，并为围岩周围的结构进行一定的受力安全预警。

托板还能为周围的岩体提供一定的支撑，防止巷道结构变形造成的安全问题。

而锚杆主要提供整个结构的支撑力，是结构的重要组成部分。

网主要是为围岩中的细小结构提供支持，防止碎石的脱落。

1.2矿用支护型钢
支护型钢具有很强的韧性，能够被塑造成各种形状，因此，在我国的应用十分广泛。

支护型钢要适应复杂的煤矿生产环境，需要具备较强的稳定性。

支护型钢是结构的整体集合，其中支架部分要具有良好的收缩性，保持支护型钢结构的稳定，并提供相应的支撑力。

支架要有承担压力的能力，在井下巷道掘进过程中会产生来自上部土壤的压力和横向的压力，而支架需要承担相应的压力，保障支护型钢的原有结构稳定，为巷道提供相应的支撑。

1.3可缩性支架
可缩性支护结构主要通过提供力的支持保障巷道结构的安全和稳定，主要分为实际承载力和极限承载力。

实际承载力是指在正常使用状况下，可缩性支架通过结构的力转移提供的支撑力，通过巷道支架的链接状况和支架的结构体现出来。

而极限承载力是指伸缩性结构在受力大于正常值时产生的支持力，是一种极限情况下的受力表现，通过自身材料的稳定性和弹性体现。

1.4预留煤柱
预留煤柱是传统的巷道掘进顶板支护技术，这种技术的使用相对简单。

巷道掘进工程分为上区段和下区段，在上下区段都设置一定的煤柱，通过煤柱形成对压力的支撑，完成巷道的支护作用。

2顶板支护稳定性影响因素
2.1施工工艺
要想保证煤矿井下巷道掘进工作不出问题，就必须要对施工工艺进行把控，使支护技术的应用稳定性得以保证。

现阶段巷道掘进工作中用得比较多也较常见的掘进技术当属钻爆掘进，其特点就是效率很高，这就使得巷道掘进的速度大大提升，即便如此，如果工艺应用得不合理，那么对巷道支护顶板的稳定性也是一种打击，严重的会造成巷道塌方，进而对人员伤亡和安全损失造成负面影响。

在应用该种方法的过程中，最需要注意的就是炸药装填位置和量的计算，如果这两个指标没有按质完成，那么就不能使钻爆掘进技术的应用作用得到发挥，然后对顶板支护技术的应用效果也会大大降低。

2.2井下地质环境
通常情况下，巷道顶板装置直接在井下构造，而煤矿的井下地质环境（煤矿的层理发育、围岩硬度、节理发育等）也会直接影响巷道顶板支护的稳定性。

煤矿的地质条件好，那么不仅减少了井下工作人员工作量，使巷道内支架数量减少，而且可以使支护成本缩小，增大巷道内的作业空间，促进煤矿开采工作效率；若煤矿的地质条件不好，那么井下工作人员就得把一部分工作放在增加顶板支架数量上，适当降低煤矿开采效率，保证煤矿井下开采工作的安全稳定。

3提高煤矿巷道支护技术的措施
3.1提升巷道掘进施工技术装备工作
1）对巷道进行顶板支护时要根据井下地质构造情况，同时也要结合巷道围岩的力学性质来采取合适的支护方式。

特别是对重点工作区域的安全工作要做好，通过先进的安全技术确保重点工作区域安全。

2）施工设计要完善。

避免巷道掘进顶板支护的施工设计有缺陷，最常见的就是完善和明确顶板支护的材料数量、尺寸以及支护方式等。

另外，和相关掘进人员要进行技术交底工作，叮嘱好施工规范和技术标准，防止工作打折扣，使其符合煤矿巷道掘进要求。

3.2加强煤矿巷道支护强度
在进行井下巷道掘进工作时，巷道很容易位移和变形。

所以，井下工作人员选择的支护结构要兼顾柔性和刚性，以此使巷道的变形和位移情况得到很好的缓解和避免，一定程度上也使巷道空间完整性得以保持，不用再进行规模和幅度较大的返修。

另外，井下工作人员还要加强巷道支架的强度，确保围岩能有合理的变形空间，而且一定要注意围岩释压工作，使顶板支护技术的应用效果得到提高。

3.3选择新技术和新工艺
随着科学技术的不断发展，煤企规模也在进一步扩大，而且采煤技术也越发先进，其朝着智能化、机械化、自动化的趋势发展，以后煤矿开采技术将会越来越密集。

当前，煤企必须要结合煤矿自身的情况来选择科学的支护技术，同时也要引入新技术和新工艺，对综合掘进系统的应用频率和应用规模要再次扩大，有效解决顶板支护铺设和巷道掘进难的问题。

3.4加强监督管理工作
煤矿开采的第一原则就是安全生产，煤企始终不要跨过这条底线，要对煤矿井下掘进支护的施工质量工作加强监督管理。

首先，细致
了解煤矿开采区域的地质情况以及工作人员的素质，然后根据情况选择合理的顶板支护技术。

其次，明确顶板支护操作规范，制定相关的质量监督检查制度。

再次，相关部门对该工作要加强管理，比如对煤矿工人的培训工作、安全生产教育工作等，使他们的安全意识和技术水平都有所提高，进而保障煤矿巷道顶板支护工作的安全。

4煤矿巷道顶板支护工艺改进方案
随着赵固二矿井下采掘巷道的延伸，由于埋藏深、地压大、地质构造复杂、矿压显现强烈、巷道围岩变形量增大造成巷道变形严重等问题也逐渐显露，所以就有必要对现有顶板支护工艺进行改进。

赵固二矿主要采用了以下几种支护方案：①在巷道设计与布置上，首先要求巷道有足够的掘进断面，允许巷道围岩收；其次尽量避开压力高峰区，布置在卸压带内，使巷道围岩压力最小。

②多采用封闭式、多层次支护系统，由不可压缩充填材料－让压层－承载层构成“三明治”型整体支架。

③充分利用注浆加固法和锚－喷－支－网的联合支护方式，最大限度地提高巷道围岩的自支撑能力。

④采准巷道全部采用拱可缩性金属支架支护；特别注重支护架设质量，同时还考虑提高型钢质量，加大型钢重量，增大支护密度。

最终保持了永久巷道的稳定，减少了返修的次数，保证回采巷道安全生产，岩巷经二次支护后，巷道收敛变形率控制在2%以内，稳定后巷道变形速度小于0．01mm/d；有效控制了煤巷变形，使巷道顶板下沉量不超过100mm，两帮移近量小于200mm，断面总的缩小率小于10%，稳定后巷道变形速率小于0．05mm/d；实现赵固二矿煤巷掘进速度不低于500m/月；岩巷掘进速度不低于90m/月。

5结论
顶板支护技术在煤矿井下巷道掘进施工中具有重要的作用，顶板支护的稳定性能够影响井下巷道的安全性能，并进而影响井下工作人员的安全，影响企业的施工效率和施工质量。

在进行煤矿井下巷道掘进顶板支护工作时，煤矿企业要建立相应的施工标准，并在进一步提高施工技术的同时提高施工质量。

参考文献
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