煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的应用

李莫岩

龙煤集团双鸭山公司东荣二矿 黑龙江双鸭山 155100

1 煤矿井下掘进巷道支护的三种形式

1.1 矿用支护型钢形式

在对井下巷道掘进开采安置顶板支护的过程中，通常使用LT 型或工字型矿用支护型钢。无论选择哪种型钢作为支护用型钢，其最主要的是对韧性抗拉性能的选择。这就应对巷道内的支架从横向的承重能力与纵向推动力都进行考虑，所以，这就需要支架既能承载横向的压力，也能承担纵向在方向上的负荷。还有在井下巷道使用支护架型钢时，必须将支架自身存在的可缩性都考虑进去。因此，矿用支护型钢集合形状应在考虑锁紧与滑移中，达到支护型刚接触面积最大要求。

1.2 可缩性支架形式

可缩性支架是一种金属类的支架，使用这种类型的支架来承受对应的承载能力就是在实际收缩中所体现出来的荷载能力。通过有关调查分析发现，对这种荷载能力影响的因素有很多种，其中整体支架与连接件在结构上的状况及工作情况。可缩性支架能够承受的最大压力为这种支架的最高承受力，对于如何判断支架的承受能力，取决于支架本身的塑性变形能不能够发生。在一般情况下，最大承载力与实际承载力是不相同的，在对相差数值大小进行观察后，对可缩性支架的状态如何就可以掌握，同样对相差数值也可以进行正确的评估，如相差数值越小，代表可缩性支架的形态就越优良；反之，相差的数值越大，表明可缩性支架的形态就越差，可见，二者之间呈现反比例关系。因此，可缩性支架中的良好状态就是实际与极限荷载能力数值相接近，最好二者完全相同。

1.3 预留柱支护形式

传统预留柱支护方式在井下开采工作中是最常使用的。在上下区段中间先预留出一定的宽度，即预留柱支护方式，这样做的好处是可以使风平巷避开支撑压力峰值区域，从而做到对顶板实施支护作用。这种支护方式虽然是最简单的，也能满足巷道支护的所有要求。但是这种支护方式所需的成本较大，因此在维护上还有很大的难度，正逐渐被其他支付方式所取代。

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。

3 煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的应用对策

3.1 做好技术准备

首先，查阅资料。掌握与该项施工有关的技术标准与参数，同时了解开采区域的岩层结构与力学性质。其次，实地考察。现有资料可能无法全面反映当地的地质水文条件，通过实地考察可明确井下的真实情况，从而更好地选择支护形式与施工工艺。再则，优化施工设计。制定科学合理的施工设计方案，在此方案中详细规定支护方式、材料设备规格与数量、临时支护形式等内容。最后，把握施工重点与难点。安排专业人员完成相关操作，降低人为因素导致的安全风险。巷道掘进顶板支护中的施工要点包括冒顶处理、巷道开口等，需提高重视程度，消除安全威胁。

3.2 加强支护施工的安全监管

第一，建立健全安全监督管理机制，为支护施工的安全与效率提供制度保障。质量监督检查机制是其中的重要内容，相关工作人员需严格遵循该机制进行工作，做到及时发现问题及时处理，保证支护施工中不存在任何安全隐患。第二，选择合理的支护技术，综合考虑地质条件、经济效益等多项因素，优化支护效果。第三，加强人员培训，工作人员的专业能力与综合素质对施工质量的影响较大，企业需打造一支高水平的施工队伍，同时积极开展专业培训，强化全体员工的安全意识，提高业务水平，进而提高顶板支护能力。

3.3 合理选择、运用支护技术

煤炭开采过程中，首先要明确岩石的性质，之后对其进行研究，以便选择相应的支护技术，减小实际操作工作的难度。在应用过程中，锚杆支护技术应该运用在煤矿掘进巷道中的软岩巷道中，既要保证掘进量，又要保证其安全性。掘进过程中，煤矿巷道参数具有动态变化特点，要及时搜集与之有关的参数信息，并对参数进行控制，使其在安全范围内，以保障煤矿巷道的安全。巷道掘进中，要想达到实际支护目的，就要按照规定的标准，不断增强支护的承载能力。在选择支护方式时，要以地质构造与矿压观测资料为依据，精心设计与巷道施工相应的方案，并按照相关标准实施支护技术。在巷道掘进过程中，要使巷道保持光滑与平整，爆破时应与锚喷支护方式相结合，选择较为合适的光面进行爆破。

总之，在煤矿井下巷道施工中，顶板支护是非常重要的环节。巷道顶板支护要加强施工工艺和设备的管理，同时考虑煤矿施工给巷道顶板造成的压力，选择合适的施工工艺，从而减少顶板事故出现。巷道顶板的安全性受到地质构造、施工掘进深度等因素的影响，在实际支护中要详细考虑这些因素，从而提高巷道顶板支护强度。