浅谈煤矿井下巷道掘进顶板支护技术

李卫涛

【摘要】如今我国的国民经济在不断的发展，对于煤资源的需求量不断增加，虽然我国一直在倡导清洁能源的使用，但是煤作为一项基础性的能源，仍然具有广泛的应用市场。在煤矿挖掘的过程当中，为了保证煤矿挖掘的安全以及煤资源开发的质量，需要对煤矿的开挖巷道技术和顶板管理等一系列的技术进行研究，为煤矿的开发提供更加安全稳定的环境，保障煤炭开发人员的安全，实现安全生产，进一步提升企业的经济效益。

【关键词】煤矿；掘进巷道；支护技术；顶板管理

一、煤矿井下巷道掘进支护方式

（一）预留煤柱支护方式

该支护技术是传统的巷道顶板支护方式，应用时一般多在巷道上区段和下区段之中。其优势比较明显，操作简便，而且通过预留煤柱技术能够很好地增强巷道的排水能力以及通风能力。同时，弊端也比较突出，成本相对较高，对煤企资金会是严峻的考验。另外，一旦充当顶板支护的煤柱有损坏的情况发生，那么巷道就不安全，风险也随之上升。

（二）矿用支护型钢方式

作为钢材四大品种之一，型钢是一种条形钢材，具备一定的尺寸和截面形状。就现在煤矿井下巷道支护而言，对不同类型的型钢采用比较广泛，依据型钢截面的形状不同进行分类，可以分为椭圆形型钢、半圆拱形型钢以及圆形型钢。即使近年来煤企对矿井环境改善十分关注和重视，但从整体研究可以得出，国内很多的小型煤矿井下环境仍没有得到优化，条件十分恶劣、艰苦。鉴于此，煤矿在使用矿用支护型钢时，一定要把控好采购质量。煤矿井下环境比较复杂，对型钢的抗压性、抗拉性以及抗剪性都有极高的要求。

二、煤矿巷道支护方式存在的问题和影响因素

（一）煤矿巷道支护方式存在的问题

在开采的过程当中，由于围岩的稳定性较差，煤矿巷道的支护难度会大大增加，如果出现了过大的变形或者是位移，也就可能出现破坏巷道的现象，特别是在一些岩体较为松软的地方，如果出现这一类的问题，便无法发挥其其中的作用，经过多次返修，如仍无法满足要求，那么这一地段的开挖将会陷入瓶颈，在煤矿巷道挖掘的过程当中，围岩的岩体遇到水之后，会产生很大的膨胀力，围岩在过大的挤压力的作用下会产生变形，直接影响支护结构的稳定，在掘进过程当中，受到重力因素的影响，顶板也会出现掉落的现象，加之层理结构的发育和变化，顶部的裂缝容易增多，并且易发生开裂，甚至还会产生围岩离层，甚至发生冒顶事故。

（二）影响因素

地质构造施工技术会影响整个开采过程的稳定与安全，在井下巷道开发的过程当中，会受到煤矿地层的发育状况的影响，褶皱构造稳定性较好的地方可以加快施工，但是一般的煤矿井下都属于复杂的地质结构，掘进的速度和质量会受到很大的影响，在褶皱断层的地质条件下，煤层的厚度也发生较大的变化，其稳定性和支护结构容易发生垮落等一系列的问题。同时施工技术也会影响到开挖的稳定性，一般采用锚喷支护的方式进行顶板支护，这种方法使安全性和工作质量得到了提升，但是如果炮眼掌握不当，或者是药量不够，也会降低锚网喷支护的质量，在一些巷道较为密集的地区，在开挖第一条巷道时，由于地面地表的岩层受到了破坏，那么其他地方也会受到影响，顶板支护的难度将会大大增加。

三、顶板控制技术措施

（一）加强技术装备，提升承载能力

为了使巷道顶板提升承载能力，必须要强化巷道掘进前的施工技术准备，根据煤矿矿压观测资料，实际的地质构造，以及围岩的力学性质等当地的实际具体情况，有针对性地选择煤矿井下巷道施工现场的最佳支护方式，针对重点施工地带，例如冒顶处理，掘进工作面，巷道开口等等，必须提前制定有针对性的安全技术措施方案，要求专业人员对施工设计明确支护方式，临时支护形式，以及所需要的材料数量和尺寸等，根据计算的数值和相应的资料严格制定并执行掘进作业规程，要求所有的人员对其进行蹲守，严格遵循作业的规程，不得出现违规操作等一系列的行为。

（二）强化支架强度

支架的承载力能够为巷道的安全开发提供更为有力的保障，在煤矿井下巷道进行初期的挖掘时，巷道极易产生位移或者是变形，要求选择支护方式时，尽量选择初具柔性后具刚性的支护结构，以缓解出现的位移和变形问题，有利于巷道空间的完整性以及光滑性，降低返修的次数和返修的任务量，后期的维护工作成本将大大降低。通过强化支架的强度和围岩的光滑程度来加强双方的协调能力，使得围岩能够在适当的范围内进行变形，增强了巷道支护体的支护能力和支护强度，强化顶板支护的效果。

（三）加强新技术和新设备的应用

科学技术的不断发展，使得开发的技术和设备不断更新，在开采的过程当中，主要使用了悬臂式掘进机，单体勘探钻机和其他供电设备，其生产能力较强，对于一般的地质条件都较为适应，在施工技术当中，可以采用液压马达直接驱动装载的机器，而液压系统自动设置了加油装置，其稳定性与可靠性大大提升，PLC技术作为主要的控制技术，能够对故障进行及时的诊断和检测，为支护工作的展开提供了技术和设备的支持。

四、结语

当前形势下做好煤矿井下巷道掘进顶板支护工作不仅是客观需要，而且能够很好地提升煤企的效益，具有一定的现实意义。同时，也能够促进煤矿开采的效率和质量，提高了安全性。所以，作为煤企相关的技术人员，一定要夯实自己的技术能力，学习先进支护技术和经验，为煤矿安全开采做出贡献。

参考文献

[1]王峰峰.煤矿井下巷道掘进顶板支护类型及实例分析[J].现代矿业，2017，33（10）：206～207.

[2]陈鹏飞.关于煤矿井下巷道掘进顶板支护技术研究[J].內蒙古煤炭经济，2016（21）：23，37.