矿山巷道快速掘进顶板支护技术的分析与研究

摘 要：针对巷道快速掘进内容的开展，需要对顶板进行支护，所以顶板支护形势的分析十分关键，需要明确支护当中存在的各类问题以及影响因素，进而采取相对应的措施加以解决。

关键词：矿山巷道;掘进;顶板支护技术

1 井下巷道掘进支护方法分析

1.1 锚喷式支护

可缩性支架需要利用一种特殊的金属打造，其负荷能力能够对多方影响因素进行承受，连接件的工作状态、支架的构造都会对其产生非常大的影响。但该支架可以承受的力度是研发时测量出来的定量，所以在对这一支架进行应用时，需要对其能够承受的范围进行精准判断，关注该支架可能会出现的问题，如：变形等。通常来说，该支架的极限承受能力比实际的承受能力要大一些，但极限值会有安全隐患存在。因此，在对这一支架进行使用时，需要对其使用情况时刻关注，尽量不超过能够承受的实际值[1]。

1.2 预留柱支护

利用预留柱开展支护工作是非常传统的支护方式之一，在实践操作当中，已经有非常丰富的经验。预留柱支护，具体来说便是在某个区间当中，上区段和下区段会有相应的宽度空隙保留，这种方式将整个面积产生的压力错开，使压力产生的荷载有所减少。尽管这一方法十分简单并且操作便捷，但起到的顶板支护效果非常理想。该项方法的缺点为成本比较高，对其维护有一定的困难，所以正在探索其他方式对其进行替代[2]。

1.3 锚杆支护

锚杆支护为形式构造方式的一种，组成包括：锚杆体、钢带、托盘以及金属网。如图一所示。该项支护方式的应用非常普遍，在巷道支护方面产生的抗拉以及抗剪功能非常强大。当巷道表面受到压力以及岩体的接触时，金属托盘可以对围岩脱落进行预防，并对围岩节理裂缝舒张以及结构面的滑动现象进行有效控制[3]。支护面会紧紧贴在巷道的表面，这一技术的有效应用，不但能对巷道的结构进行改善，还能提升煤炭效益和最终的产量，对围岩垮落可起到非常有效的防止效果。锚杆支护在快速掘进施工当中非常适用，操作简便且经济快捷，有益于降低安全事故发生率。

2 矿山巷道掘进速度影响因素分析

2.1 地质构造因素

因为巷道在低中层，所以会对地质结构产生一些影响。在比较简单的地质构造区域，有非常快的掘进速度，且安全性也会非常高，如地质构造较为复杂，例如：断层、大量褶皱等，会使掘进有非常大的难度，降低掘进速度，导致矿山安全事故发生。其中，地质构造因素主要包括：煤层硬度、褶曲构造、围岩节理、涌水量等。在增加矿山开采深度之后，涌出的瓦斯量也会有所加大，这对巷道的掘进会产生一定的阻碍，增加的瓦斯量，使风流中瓦斯超限，如果比较严重，会导致煤与瓦斯发生事故。所以在掘进巷道过程中，需要对巷道当中的瓦斯浓度、涌水量、顶板的完整性等给予高度关注。

2.2 掘进设备产生的影响

巷道掘进需要通过机械设备实现，先进且高质量的设备会使掘进的速度有所加快。与西方发达国家相比，我国的重型掘进设备还有非常大的提升空间，相应技术还需要改善，例如：设备的自动化程度、集成化程度等都需要进一步提升和优化。我国生产的掘进设备，在掘进过程中经常会有故障发生，故障率比较高。在岩石切割时，磨损刀具也比较严重，这对矿山的掘进速度会产生非常大的影响。造成这一问题的主要因素为：矿山设备生产企业并没有对掘进设备的核心技术有所掌握，以至于矿山井下的钻眼工作、喷浆工作还没有实现全部自动化。

因为设备方面有些落后，所以全新的支护工艺并不能配套掘进设备。当前，很多矿山企业都对复合支护以及U型棚支护进行了应用，该项支护方式安装方便，有着较高的支护强度，但施工难度较高，在地质构造非常复杂的区域很难使用[4]。

2.3 施工组织管理要素

为了使矿山企业的利益最大化得以实现，很多企业在对项目施工进行开展时，并没有对科学施工进行规定，并忽视了很多规范。尽管有些企业对大量的规范文件和质量监督文件进行了编制，但在施工监管当中并没有将其作用有效发挥，使得巷道掘进中没有根据具体的流程标准开展作业内容，进而对安全生产造成了很大的影响。此外，有些工作人员对于矿山巷道掘进新技术没有完全掌握，不了解新技术以及掘进设备的性能等，这些因素都会对掘进速度造成非常大的影响。

3 强化矿山巷道掘进速度的方式分析

3.1 强化矿山地质勘探

针对巷道掘进区域实施的现代化探测技术勘测地质构造，具有非常强的全面性，有益于施工方案的合理编制。目前，矿山对于地质勘探技术的使用，主要有物探法、巷探法以及钻探法。在开展地质勘探工作时，需要根据矿井的具体情况对相应的勘探方法进行选择，勘探的主要内容为：掘进头前方的水文和地质情况，并获取岩层的岩性信息，获取的数据对安全快速掘进产生的作用非常关键，可对误揭煤层进行预防，并预防煤和瓦斯突出和突水事故等等，所以对地质勘探工作的加强，是实现快速掘进的有效方式之一。

3.2 应用先进的掘进设备

针对矿山的开采，矿山企业需要对现代化的设备进行使用，这是对连续生产的根本性保障，所以企业需要结合自身的条件以及工作环境对相应的掘进机进行选择，为了使掘进机的工作保持长期稳定性，还需要对其进行维护和保养。

矿山企业一定要树立长远的眼光，结合当前的经济状况，对现代化的掘进设备进行引进，也可以开展自主研发，在当前已有设备的前提下对施工设备进行改进，以便使其能够对支护作业和掘进作业给予满足，进而使开采设备的性能以及水平有综合性提升。在掘进内容开展时，要将掘进以及施工工艺进行优化，使其更加完善，这样才能对掘进的速度给予保障，并积极引进先进的技术及方法，不断促进掘进速度的提升。

3.3 完善施工组织管理

针对巷道掘进施工内容的开展，因为工作人员比较多，所以巷道的组织管理加强十分关键，可以对掘进工作的有序开展产生非常大的影响。其中，矿山企业需要结合挑选的掘进工艺对工序进行编制，并配置好相应的人员，以便掘进的速度有所保障，并对工人的生命安全给予保证。平行作业是非常有效的一种方法，多个工序交叉开展，如同时进行支护和掘进、同时开展装岩以及凿岩，并对循环实现方式进行合理选择，如根据施工技术设备以及管理水平，详细分析以及预留计算各工序的施工时间和潜在能力等。

4 结语

总之，巷道快速掘進选择相应的施工工艺以及掘进方法，是矿山掘进的关键步骤，可使矿山的开采更加有序和顺利。矿山当中采用的快速掘进以及顶板支护，需要非常强的专业性，且两项工作内容非常复杂，所以要对其给予高度的重视，以便使施工工作速度有所保障，并提升可靠性，强化安全效果。其中，需要将施工方法结合于地质构造，并对速度和位置开展严格把控，通过先进的掘进设备，保障工作内容的有序实施。

参考文献：

[1]庞坤宇.巷道快速掘进顶板支护技术的分析[J].价值工程，2020，39（18）：163-164.

[2]任士鹏，孙勇，孙为民.煤矿巷道快速掘进顶板支护技术的分析[J].价值工程，2020，39（05）：149-150.

[3]王志浩.煤矿巷道快速掘进及高效支护技术探讨[J].内蒙古煤炭经济，2019（24）：49-50.

[4]许忠.煤矿巷道快速掘进及高效支护技术标准的探讨[J].中国石油和化工标准与质量，2019，39（15）：9-10.

作者简介：

刘权（1986- ），男，籍贯：大同市南郊区，2014年6月毕业于中国矿业大学采矿工程专业，硕士学位，职称：工程师，从事工作及研究方向：掘进。