煤矿井下巷道掘进顶板支护技术研究

　　摘要：矿井巷道挖掘施工与保护是中国煤炭利用与发展战略的关键内容，要在确保安全的基础上，进一步加强挖掘与施工效率、收到速度、环境保护方面的各种因素的共同作用，但目前的施工中还面临着一些困难，要做好矿井巷道挖掘支护以确保施工人员的生命安全，根据矿井的实际状况选择科学合理的实施方式，不断地提高推进实施的效果，以确保施工人员安全，基于此本文将着重解析中国煤炭井下巷道顶板支护的关键技术，并期望能给现场工作人员提供一定的参考意义。

　　一、煤矿井下巷道掘进支护形式

　　1、矿用型钢支护

　　在现实的井下或巷道掘进顶板保护施工的过程中，一般情况下会采用LT钢和工字钢二个类型的型钢。这二类型钢本身均具备着优异的抗压性能和抗拉特性，但巷道支撑结构在现实使用过程中往往会同样承受侧向的负荷和纵向上的推动力，所以支撑必须要在横纵走向上同样适应现实的负荷要求。

　　2、可缩性支架支护

　　可缩性支撑实质上是金属支架的一个类别，而这个支撑在现实应用过程中所具有的负载能力，主要指的就是在收缩过程中所显示出的最大负载能量。而这个负载能量又会受许多因素的影响，比如支撑整体的构造形态、连结件状况等均会对整体支撑负载能影响。因此对这个可缩性支撑而言，其最大限度承载力也便是一个支撑在现实使用过程中的最大承受能力。而支撑在现实使用过程中如何会产生塑性变形，将是确定其最大承受能力限度的主要根据。一般状况下，支撑实际的承受能力和极限承载力之间都会有一定的差异，对这种差异进行观测计算就有助于正确判断可缩性支架的基本状况，所以，在现实使用过程中，有关的技术人员都应该正确判断和测算该差异。而随着误差的持续降低，可缩性支架的基本状况愈来愈好。由此可见，若能充分保证极限载荷能和现实的负荷能数值无限相近，则说明了可缩性支架一定可以维持在良好状况。

　　二、影响煤矿井下巷道掘进顶板支护技术稳定性的因素

　　1、施工工艺

　　施工技术也对于当前的井下巷道挖掘顶板保护技术有着很大影响，虽然当前的钻孔工艺技术和过去比较已经有了一定的提高，但在当前的煤炭井下巷道挖掘工艺技术中，已经研发出了钻爆掘进法，通过这些方法的使用能够更有效的提升当前煤炭开采的挖掘速率和挖掘效果，目前，钻爆掘进法已经在中国国内的煤炭企业中有了相当广泛的运用，不过很多公司在实际使用过程中也存在着一些的工艺技术问题，尤其是由于部分工作人员的设计不合理，使得矿井巷道挖掘工作中产生了不安全的问题。管理人员对施工的忽视有可能会造成巷道发生塌陷情况，严重情况下甚至会对整个的煤矿开采产生很大的质量危害，不但会对煤矿公司产生重大损失，而且还可能危及到员工的生命财产安全。

　　2、存在安全性隐患

　　煤炭开发也需要重视采矿质量和矿业安全，众所周知，一切工作的开展中都需要注意着安全问题。而煤炭产业的运营中如果发生了重大安全事故，将会带来巨大的经济损失，而在开发过程中如果地下巷道的顶板支护技术上存在问题很容易导致存在的重大安全隐患，而根据有关的调查报道也表明，大部分的煤矿重大安全事件都由于顶板保护强度不够而导致的。所以提高地下巷道顶板保护的实际质量和效率就可以减少重大事故产生的几率和危险性。煤炭开采过程中，很容易就会由于外部各种因素的影响而造成巷道内的巷道围岩发生移动甚至变化，支撑效果并不好，也就无法对当前的煤炭采矿性能做出合理改善，由于煤炭采矿的周边环境复杂多变，因此有关人员需要熟悉地下的详细情况，才能够进行支护选择，以增强对巷道围岩的稳定性支撑。

　　3、井下地质环境

　　工人在做出支护选择以前，就应该事先注意地底的各项地质，因为井下作业深藏于地底，所以关注地底的地质环境和地质结构可以更有效的提高支护效益，在工程支付过程中，有关人员也应该充分考虑到支撑结构的成本问题。同时，为使保护效应更为明显，有关人员可增加顶板支架的数量，从而为煤炭利用打下基础。

　　三、对煤矿井下巷道挖掘及顶板工程保护技术的改善对策

　　1、预留煤柱支护

　　预留煤柱支护方式在一定程度上要高于其他支护方式，它的施工较为简便，同时也能更有效的保障巷道内掘进的施工环境。此外，人们对巷道作业时的通风和储水量，都可以利用预留煤柱的支护技术实现了有效控制。而随着机械化的深入发展，我国的支护技术已经日趋完善，同时预留煤柱支护技术在煤矿井下巷道掘进工程中，也得到了更广泛的运用。

　　2、锚索支护

　　锚索支护技术在当前的采掘作业中已经贡献了重要的作用，和其他的支护方法比较锚索支护技术作用更为突出，目前大部分矿井已经使用这种支护技术开展井下煤炭挖掘作业。在锚索支撑的过程中，技术人员们必须确定锚索支撑的各个零件科学构造，尤其是对于锚索支撑用的钢带，锚索和托盘等，其在整个支撑构件中有着关键的意义。

　　3、加强新工艺和新技术的应用

　　煤炭井下巷道掘进顶板的保护技术也需要不断更新、不断优化，伴随着当前科技的深入发展，尽管当前中国煤炭开采行业内的科技与过去相比已经有了较大的提升，但在部分领域上，中国境内的科技与国家还存有着相当的差异。为进一步提高保护管理工作的高效进行，有关部门人员应当重视支护技术的智能，机械化和自动化，使煤矿企业在更高水平的安全性能保证下高速发展。

　　4、加强巷道顶板承载性能

　　巷道顶板的承载能力可通过以下多个方面实现有效提高：首先，工程工作人员能够在实施支护结构之前就能够有效的掌握井下的各种数据信号，从而合理分析当前矿井内的围岩情况，并选用最适宜的支护技术进行承压板功能试验，从而实现对后续工程建设环节的压力补偿。

　　四、结语

　　综上所述，对煤炭掘进作业者而言，实现对支护技术的合理选用有着十分关键的现实意义，可以为整个煤炭作业的顺利完成提供最基本的安全保证。由于当前中国煤炭开发的不断深入，井下地质结构也日趋复杂，随着矿山压力愈来愈大，巷道顶板事故的出现频次也愈来愈多，所以经常需要进行对煤矿井下巷道掘进顶板的保护作业。

　　参考文献：

　　[1]张建华.复杂地质构造煤层开采顶板管理技术研究与应用 [J].水力采煤与管道运输，2018（3）：5-6.

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