煤矿掘进巷道顶板事故及合理防范方式研究

姚晋将

摘 要： 在煤矿掘进开采过程中，巷道顶板事故的发生通常是由于其顶部的迅速脱落造成的，在不同的开采区域由于具体工作状况的差异，巷道顶板事故会造成人员的伤亡、设备的损毁以及工作停滞等问题，影响重大。基于此，本文对于相关的问题展开探讨研究，并提出策略。

关键词： 煤矿开采;巷道顶板事故;措施研究

【中图分类号】TD771     【文献标识码】A     【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.32.260

1 巷道顶板事故出现的原因

在巷道的掘进过程中，煤矿掘进区域的受力结构在不断地发生变化，受力不稳定是导致事故出现最为主要的原因。原有的结构遭到破坏，呈现出结构中的平衡性不足等问题。尤其是如果在巷道顶部存在个别独立的岩石块，当受力结构发生变化时，这种独立岩石块会成为极不稳定的因素，在下落的过程中出现冲力，导致重大事故的出现，并且对区域中其他岩石造成影响。

一般情况下，会出现顶板的断裂脱落，这种情况说明巷道的宽度较大，掉落主要集中在两侧的位置，通过支护的手段，可以预防这种问题。其次，是规则掉落的状况，脱落部位呈现出较为稳定的类圆形形状，通常是椭圆形。另外，顶部的岩层较薄，也会导致脱落状况发生，造成巷道顶板事故。

2 巷道顶板事故的防范措施分析

2.1 展开断面的优化设计工作

在目前，可以通过各种辅助性的软件，对于断面的具体情况进行分析，尤其是对于不同部位断面的受力状况，结构稳定性可以进行分析。在这种情况下，可以选择出更为适合工作需求的断面，展开相关的施工工作。随着掘进工作的进行，要及时的应用相关软件对于具体的情况进行分析，并且通过分析结果，选择适当的结构强化方式。其中，最为常见的包括各种类型的支护手段应用。

2.2 平衡巷道中的结构压力

在现有的工作过程中，由于先进技术的应用，可以及时的通过平衡压力促进结构的稳定性。较为常见的支护方式，包括锚杆组合拱顶的应用以及锚索在组合的方式中，通过加固拱顶，能够实现上部结构压力的平衡，从而实现结构的稳定性。在顶板较为破碎的情况下，可以通过倾向的变化，对于顶杆的方向进行调整，实现结构压力的平衡。另外，锚杆在巷道之间呈现出一种直角的角度，一般能够较好的达成平衡压力的目的。通过锚杆的加固作用，能够使得顶部的受力稳定性得到强化，在这一过程中要注意根据岩层的厚度，以及具体的角度，进行支护设计[1]。

2.3 应用合理的巷道支护措施

2.3.1 预留煤柱支护

这种支护的应用是较为常见的，在预留煤柱支护中，需要对巷道不同部位的工作模式做出区别，在区域之间留出煤柱空间，做好与之相应的支护与平衡工作。相对于其他的支护模式来说，煤柱支护的技术要求相对较低，技术操作的过程较为便利。然而，这种模式的应用也存在较为明显的问题。在后期的应用过程中，需要不断的进行维护，工作程序持续时间较长，同时资金投入量较大。一般情况下，该支护的方式能够保持稳定，在附近开采作业交叠进行的过程中，也会由于存在受力结构的变化，受到周围其他作用力的持续冲击，产生稳定性不足的问题。

2.3.2 应用矿用支护型钢

相对于其他的支护模式，支护型钢的特点在于材料的稳定性高。在支护型钢的应用过程中，通常结构呈现工字形或者U字形。由于材料本身的支护能力较强，在抗击压力的过程中表现较为出色。在目前，支护型钢的应用范围在持续的拓展。需要注意的是，支护型钢对于环境有着一定的要求，巷道中的整体受力结构，需要与支护型钢的作用达成统一，否则无法实现正常的安装与应用。巷道中的整体环境是较为复杂的，同时随着工作的继续，巷道中力的结构会持续的发生变化，从而难以适应于具体的应用与安装要求。支护型钢应用受到了环境条件的限制，相关的技术仍旧有待于突破需要进行持续研究[2]。

2.3.3 应用锚杆支护

锚杆支护的形式，能够适应于多种支护的需要，同时锚杆支护中应用的锚杆本身也是有所区别的。在目前的技术应用中，锚杆有着机械式锚杆与摩擦式锚杆、黏结式锚杆等不同的模式。通过应用锚杆，巷道内部的岩石层能够呈现出更为稳定的状态，实现结构的整体稳定。

在当前，实际组合锚杆表现为两种模式，也就是树脂锚杆支护与桁架锚杆支护，第一种，树脂锚杆使用的掩护网有金属经纬、金属菱形网几种选择，要在具体作业中有较好效果，就能够应用W型钢带与M型钢带等几种树脂锚杆，第二种，桁架锚杆支护桁架锚杆是通过拉紧器、锚杆、垫块等组成。选用适宜的组合锚杆方式，才可以表现出满意的作业效果。

2.3.4 应用可缩支架支护

支架支护的应用范围较有限，要根据具体的应用位置以及受力的情况，选择可缩支架支护的方式。一般在支架的收缩阶段中，由于其受到的压力是实际的压力，增加压力并不在此范围中，因此状态较为稳定。当支撑的情况发生变化，在支撑过程中出现压力增加的情况，就需要对支架的支护形式进行调整。如果支架的外形出现了较为明显的变化，说明荷载力已經超出了支架本身的承受范围。在这种情况下，就需要采取其他的综合性支护措施，保护巷道中的环境稳定[3]。

3 结束语

在煤矿开采的过程中，由于掘进阶段中岩层产生的变化较为明显，巷道中结构受力的平衡性容易出现改变。在这种情形下，出现巷道顶板脱落的问题，是较为常见的。通过合理的预防措施，可以防止顶板脱落的问题出现。目前，根据技术手段，采取相应的数据采集，根据不同断面中受力的状况选择适合的工作模式，对于预防顶板事故有着重要作用。另外，掘进工作的进行是持续的，为了使得内部结构能够与实际的工作需求保持较好的适应性，通过加固的方式采取支护手段，是更为常见的方式。支护方式的选择，要根据具体的受力结构分析结果、工程施工需求、开采需求进行决定，以保持其内部结构的稳固，避免事故发生。

参考文献

[1] 孙博宇.煤矿掘进巷道顶板事故及合理防范方式研究[J].建筑工程技术与设计，2018，000（012）：5340.

[2] 梁日军.煤矿掘进巷道顶板事故及合理防范方式研究[J].矿业装备，2018，000（001）：38-39.

[3] 任建文.煤矿掘进巷道顶板事故及合理防范方式研究[J].中国化工贸易，2019，011（010）：223.