关于煤矿井下顶板支护质量研究

郭彭飞 姬周新

摘 要：为了促进矿井下作业的质量，保证矿井下结构的合理性，需要对矿井下顶板支护的材料，结构以及质量进行分析。提出了影响顶板支护质量的环境和物理因素，并提出相关的对策，最终促进矿井下作业质量的提升。

关键词：质量控制;煤矿井;顶板支护

快速正确的掘进方式促进了煤矿井下巷道掘进作业的效率提高。此外顶板支护技术在工程进展中能否得到实际应用也影响了掘进的有效性。在煤矿作业的基础下，采取井下顶板防护能够更好的保障工程的效率，减少作业人员发生危险的几率，提高作业人员的工作有效性。其中主要支护方式为其中主要保护措施为预留柱支护、可缩性支架以及其他支架类设备，这些设备凭借着结构的优异性和性能的先进性提高了井下巷道结构的稳定，为井下作业人员的生命安全，提供了一道有力的保护伞。为了把握煤矿井下顶板支护的技术影响因素，并提出相应解决措施，构建完善的技术，本文提出以下分析。

一、顶板支护的主要材料选择

在煤矿井下作业时过为提高工作面顶板的稳固度，为井下作业人员生命安全提供更多保障，一般采用顶板支护技术对工作面顶板进行加固，这代表着以人员生命安全为基础的作业原则，更好的防护技术也能够提高矿井下作业的工作效率，为矿井创造更多的价值，保障工作的有序性。煤矿井下顶板支护的表现形式多样，随着历史发展和技术变革，主要有木支柱、金属摩擦支柱、单体液压支柱、液压支架等表现形式。现阶段我国煤矿井下顶板支护形式受安全需要和技术保障主要为单体液压支柱和液压支架。此类支架可以搭建支护体系，与金属铰接顶梁相结合可以完成系统式的配合使用下可以组成系统性的支护结构，对工作人员的生命安全以及井下的财产具有一定的保护作用。

（一）单体液压支柱

单体液压支柱需要和金属铰接顶梁在一起搭配使用，用来保障支护效果。由于单体液压支柱操作较为复杂，因此在实际的应用过程中需要用人力进行移动，进行使用。因此这种形式在本质上依旧是属于人工支护的范畴，此类工作方式效率较低，性能较差，不适合在作业繁忙的大型矿井中使用，但是在规模较小的矿井中，该类支柱可以较好的满足使用需求，保证工作人员的安全。

（二）液压支架

金属结构以及液压元件在高压液体的作用下组成了液压支架。这种支护系统的特点就是功率大，运量大而且移动速度高，工作强度有保障，液压支护系统最重要的特点就是可以与计算机技术相关联，在工作中，可以借助计算机技术对井下作业情况进行快速判断，采取合适的支护措施 。这大大提高了工作效率，改善了矿井下的作业环境，减少了井下作业人员尤其是支护相关人员的工作强度，减少了其工作中的风险，是工程机械化和现代化的体现。这种方式是未来矿井支护的必然趋势。

二、对煤矿井下顶板支护质量产生影响的原因

（一）施工技术

煤矿井下巷道掘进的主要方法为钻爆法，由于顶板支护需要在锚喷支护相配合的情况下才能够构建出有效的防护体系，而且这种方式相较于以往的支护建设，挖掘速度更快，工作效率更高。然而在实际的作业中，依旧有多种多样的顶板支护质量影响原因出现。在钻爆法中，爆炸时炮眼的位置以及装填火药的数量都是影响井下支护质量的关键因素。而且由于煤矿井下结构复杂，在相邻巷道同时开展采煤作业的背景下时井下岩体的就会变得更加不稳定，这就会影响工作人员的判断，会使顶板支护产生质量问题。

（二）地质环境

由于我国的地质环境是复杂多样的。在不同地质环境中需要根据环境背景进行合适的判断并选择出适合的支护措施。顶板支护质量主要影响因素在此时与煤矿的层理与节理最为相关。煤矿的地质情况的好坏与否是决定防护措施如何进行的决定性因素。地质情况较为稳定的阶段只需要进行简单的防护，而复杂的地质则代表了支护质量的影响因素增加，支护措施的完成更加困难[1]。在此种情况下，应当以工作人员生命安全为先，即使降低材料使用效率也要增加安全性。

三、煤矿井下顶板支护质量影响因素的改善措施

（一）顶板支护建设的完善措施

对煤矿井下顶板支护的质量进行保障首先需要依据矿井下的岩石背景和土壤因素对顶板支护的方案进行合理设计，主要在保障工作人员的生命安全的基础上对顶班支护的使用进行合理设计，要根据实际情况特别是地质情况采取不同的支护设计，在要以井下作业的安全为基础，对支护建设和支护体系进行合理规划，这是确保顶板支护技术应用的有效性的先决条件。首先应当选用合适的支护方式，要有专业人员对于矿山压力及井下地质构造进行勘察，详细记录各项数据，并需要展开联合讨论，增加设计方案的合理性。也需要依据最终确定的作业方案，对可能出现的作业风险以及作业人员安全风险进行合理假设，提出相应的紧急解决措施和急救措施，首先要减少安全隐患，其次要确保安全事故发生时能够及时的进行故障排斥与人员营救。在巷道挖掘过程中，大部分作业方法都会对围岩承载能力造成影响，为了保证防护质量，还需要根据作业情况对顶板前后及侧向支撑压力进行改变，随时根据情况调整支护措施。在顶板支护的设计中还应当注意煤矿需要防火的特性[2]。因此应特别注意加强井下防火，减少火灾的发生。

（二）促进支护结构的检测

在支护结构的建设中，首先需要保证支护方案的合理性和紧急事故处理的完善性，其次需要根据地址结构与工作强度选择合适的支护结构材料组成。此外还应当对支护结构进行质量检测与试运行。对支护结构进行检测可以在使用该系统前发现在理论构建中没有设想到的安全隐患，还可以及时的采取调整，减少质量事故发生。为了保证质量，应当以支架工作状态为基础来勘察支架的直接顶下沉等情况，采取相应措施减少其对工作的影响[3]。

总结

在现代煤炭产业的不断发展过程中，促进井下作业的工作人员生命安全一直是煤炭生产企业能够不断发展的關键因素。对井下巷道顶板支护技术进行质量保证，根据实际环境选择支护手段，可以促进支护质量的提高，为工作人员的生命安全增加保障。

参考文献：

[1]王震.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术分析[J].矿业装备，2021（02）：176-177.

[2]常北.煤矿井下顶板形变控制及支护技术研究[J].山东煤炭科技，2021，39（03）：1-2+5+8.

[3]郑斐.煤矿井下综采面顶板控制方案的优化研究[J].山西冶金，2020，43（04）：44-45+67.