矿井巷道快速掘进顶板支护技术的分析

王翱翔

摘 要：一直以来，煤矿井下开采作业是煤矿生产中一项重要的工作，因此，需要对支护技术进行研究分析。井下巷道快速掘进技术仍是一项较为复杂的技术，它需要技术人员选择合理科学的施工工艺和先进设备，并据井下实际情况进行调整进度并安排最合适的掘进速度。快速掘进要以掘进巷道支护为基础，采取科学高效的支护技术，优化掘进施工工艺进一步研究顶板支护管理和控制技术，分析有特点的具体案例，这对整个煤矿快速掘进的发展和安全有着重要的意义。

关键词：煤矿巷道;快速掘进;顶板支护;技术分析

1 井下巷道掘进顶板支护技术分析

1.1 锚杆支护技术

在我国，建造井下巷道掘进顶板支护时，主要采用的是锚杆支护技术，通过这一技术的应用，优化巷道的布局，加快开采速度，提升开擦产量，从而为企业创造更多经济效益。在该技术当中，由很多部分构成，如杆体、托板等，每个部分具有不同的工程：其中，锚杆是最为关键的一部分，用来对顶板进行支撑，具有抗剪、抗拉等功能，可以防止围岩变形;托板在锚杆的上部，增加岩体的受力面，减少某一点的受力情况，避免围岩节理裂隙张开，结构面移动，以及围岩离层等问题的出现。支护网与巷道连接，当的巷道顶部土层松弛并脱落后，能够将土块拦截，避免土块掉落到巷道内[1]。

1.2 支护型钢技术

在科学技术快速发展的背景下，逐渐出现了很多新兴材料，这些新兴材料为井下巷道支护提供了重要帮助，其中，最主要的材料就是钢材，通过这一材料的应用，进一步提升了井下巷道支护的效果。从形状的角度来说，能够将钢材分成两种类型，一种为工字钢，另一种为U型钢。在实际当中，并不是所有巷道都适合该技术，只有那些形状为圆形或椭圆形的巷道内，才会使用这一技术，通过钢材具有的高韧性，较强的抗剪能力，较大的抗压能力，对巷道提供支护。应用该支护技术后，可以有效增强井下巷道的安全性。采用该技术时，钢材的选择至关重要，若钢材质量较低，则会严重影响支护的效果，因而需要在建设支护之前，选择质量较高的钢材。

1.3 可缩性支架支护技术

作为井下巷道当中的重要组成部分，支护可以看作为辅助项目，通过这一项目的辅助，提升井下作业的安全性，确保整个开采活动顺利进行。所以，在建设巷道支护时，应从多个角度出发，共同支护进行分析，如安全性、建造效率等，只有这样，建造出来的支护才会在实际当中发挥出最大的作用。通常来说，利用主动支护的方式，体现出高强支护技术的加固作用。当巷道周围的岩体受到较大应力，使其发生形变时，通过安装可缩性支架，应用其中所携带的应力，加强对外界应力的抵抗，防止巷道出现病变的问题，提升巷道的安全与稳定[2]。

1.4 混凝土浇筑技术

除上述几种技术之外，井下巷道顶板支护时，还可以采用混凝土浇筑技术，即根据一定的水灰配比，配制出相应的混凝土，并将其浇筑到相应的断面上，经过一段时间后，即可在断面上形成混凝土支护。对于该支护技术来说，存在很多的优点，如封闭较为快速，可以在形成断面后，立即建造出支护，降低围岩与空气接触的时间，避免围岩分化而引发的崩解;整个断面上，能够形成一个整体的支护，最大程度上分散应力，降低围岩所受的应力，避免由于应力过大而对围岩造成破坏，使想到具有更高的安全性。正是由于该技术具有上述两个方面的优势，因而也经常被应用到井下巷道支护工程当中。

2 煤矿巷道快速掘进顶板支护技术应用要点

2.1 注重施工中的重点

为了确保支护在实际当中能够发挥出最大的作用，必须注重施工中的重点。首先，支护工程规划时，相关人员应到实际场所进行勘察，准确掌握周围地质、应力情况，并以此为基础，确定出合理的荷载压力，使建造出来的支护，可以有效承载应力，避免承受力不足而导致各类问题出现。其次，确定出荷载压力后，还应进行相关实验，通过实验的方式，验证确定出来的数值是否准确，只有计算结果通过实验的验证，才可应用到设计当中，提升支护的作用。再次，在施工的过程中，要收集相关信息，若出现问题，可以通过对这些信息的分析，了解引发该问题的主要原因，并制定出相应的解决方案，以第一时间将问题处理。最后，对于一些具有特殊状况的巷道来说，还应对其进行一定的处理，以高应力区段来说，受到高应力的影响，很容易导致顶部出现变形，对巷道的使用具有严重威胁，因而在支护的同时，还要采用一定的手段去除应力等。

2.2 技术选择

通过上述介绍可知，井下巷道掘进顶板支护技术有很多类型，每种技术类型具有各自的优势，可以应用在不同的场所当中。所以，在建造井下支护时，应根据地质条件、巷道情况的信息，选择合理的技术方案，只有这样，才会使支护发挥出最大的作用。如巷道为圆形或椭圆形，且地段较为复杂时，可以采用支护型钢技术。巷道围岩坚硬，应力较为均匀的巷道内，可以采用混凝土浇筑技术。在大多数井下巷道当中，均可采用锚杆支护技术等[3]。

3 煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的优化措施

3.1 优化巷道支架的结构，提高其性能和强度

在开展实际的煤矿井下巷道掘进顶板支护工作时，相关的工作人员必须注意第一次的掘进，注意是否有巷道位置发生变化的情况。而往往在第一次的掘进工作中，巷道位置都发生一些变化，甚至发生变形，阻碍掘进工作的持续进行。针对这个常态化的问题，施工人员应当根据实际的施工环境对巷道支架的结构进行优化，选择最合理的施工方案。在通常情况下，支护结构要选用刚性和柔性都适中的材料，可以避免巷道出现变化甚至变形的情况。与此同时，还应当选择最合适的支护结构构造方案，这可以保持巷道在施工过程中的完整性，减少巷道后期的返修。支架的强度也是影响巷道安全稳定的一个重要因素，优化支架的强度以及其他的相关功能，为围岩提供合适的空间，保障煤矿井下巷道掘进顶板支护工作的顺利进行，相关的工作人员在实际的施工過程中应当结合所在地区的环境，适当释放围岩所承受的压力，提高煤矿井下巷道掘进顶板支护技术。

3.2 做好施工前的准备工作

在进行实际的煤矿巷道掘进工作之前，相关的技术人员应当对煤矿所在地进行详细的勘测，掌握地质运动特点，根据实际状况以及所在地围岩的承重能力设计、选择合理的顶板支护方式。预测施工过程的重难点问题，并制定相关的应急方案，在进行方案设计的过程中，应当将施工的生命安全放在第一位，选择最优的施工模式。施工方案的初步设计完成之后，相关的设计和技术人员应当与施工人员共同探讨，改进和完善方案中出现的问题，确保方案的合理性，且确保在此方案下能够得到良好的施工效果和经济效益。设计工作人员应当对施工过程中应用到的机械设备和数量提早报备，提前检查完毕。

3.3 引进新工艺，加强监管力度

科学技术是第一生产力，因此，煤矿企业应当大胆引进新技术，实现采矿的智能化。新技术的应用可以解放劳动力，而且还可以提高煤矿开采的质量和效率，保证工作人员的生命财产安全。煤矿井下巷道掘进顶板支护技术应当进行革新，加大探究力度。安全生产是重中之重，煤矿企业应当将工作人员的生命安全放在首位，明确顶板支护的操作规范，建立健全相关的监督制度，加强对员工的安全教育活动，提高员工的安全意识。

4 结束语

总而言之，煤矿巷道快速掘进施工工艺和支护技术是煤矿开拓的重要步骤，对煤矿的顺利开拓掘进有非常重要的作用。煤矿快速掘进和顶板支护技术对煤矿专业性要求很高，这两项复杂的工作技术对施工人员的生命和煤矿开拓有着最基本的影响，必须在思想上高度重视，为提高煤矿巷快速道掘进施工的工作速度，确保安全性和可靠性。

参考文献：

[1]刘建华，姜兴民.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术研究[J].山东工业技术，2019（19）：57.

[2]牛云飞.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术研究[J].机械管理开发，2019，34（02）：193-194+236.

[3]席冰冰.浅谈煤矿井下巷道掘进顶板支护技术[J].能源与节能，2017（07）：186-187.