淺談煤礦井下巷道掘進頂板支護技術

李衛濤

【摘要】如今我國的國民經濟在不斷的發展，對于煤資源的需求量不斷增加，雖然我國一直在倡導清潔能源的使用，但是煤作為一項基礎性的能源，仍然具有廣泛的應用市場。在煤礦挖掘的過程當中，為了保證煤礦挖掘的安全以及煤資源開發的質量，需要對煤礦的開挖巷道技術和頂板管理等一系列的技術進行研究，為煤礦的開發提供更加安全穩定的環境，保障煤炭開發人員的安全，實現安全生產，進一步提升企業的經濟效益。

【關鍵詞】煤礦；掘進巷道；支護技術；頂板管理

一、煤礦井下巷道掘進支護方式

（一）預留煤柱支護方式

該支護技術是傳統的巷道頂板支護方式，應用時一般多在巷道上區段和下區段之中。其優勢比較明顯，操作簡便，而且通過預留煤柱技術能夠很好地增強巷道的排水能力以及通風能力。同時，弊端也比較突出，成本相對較高，對煤企資金會是嚴峻的考驗。另外，一旦充當頂板支護的煤柱有損壞的情況發生，那么巷道就不安全，風險也隨之上升。

（二）礦用支護型鋼方式

作為鋼材四大品種之一，型鋼是一種條形鋼材，具備一定的尺寸和截面形狀。就現在煤礦井下巷道支護而言，對不同類型的型鋼采用比較廣泛，依據型鋼截面的形狀不同進行分類，可以分為橢圓形型鋼、半圓拱形型鋼以及圓形型鋼。即使近年來煤企對礦井環境改善十分關注和重視，但從整體研究可以得出，國內很多的小型煤礦井下環境仍沒有得到優化，條件十分惡劣、艱苦。鑒于此，煤礦在使用礦用支護型鋼時，一定要把控好采購質量。煤礦井下環境比較復雜，對型鋼的抗壓性、抗拉性以及抗剪性都有極高的要求。

二、煤礦巷道支護方式存在的問題和影響因素

（一）煤礦巷道支護方式存在的問題

在開采的過程當中，由于圍巖的穩定性較差，煤礦巷道的支護難度會大大增加，如果出現了過大的變形或者是位移，也就可能出現破壞巷道的現象，特別是在一些巖體較為松軟的地方，如果出現這一類的問題，便無法發揮其其中的作用，經過多次返修，如仍無法滿足要求，那么這一地段的開挖將會陷入瓶頸，在煤礦巷道挖掘的過程當中，圍巖的巖體遇到水之后，會產生很大的膨脹力，圍巖在過大的擠壓力的作用下會產生變形，直接影響支護結構的穩定，在掘進過程當中，受到重力因素的影響，頂板也會出現掉落的現象，加之層理結構的發育和變化，頂部的裂縫容易增多，并且易發生開裂，甚至還會產生圍巖離層，甚至發生冒頂事故。

（二）影響因素

地質構造施工技術會影響整個開采過程的穩定與安全，在井下巷道開發的過程當中，會受到煤礦地層的發育狀況的影響，褶皺構造穩定性較好的地方可以加快施工，但是一般的煤礦井下都屬于復雜的地質結構，掘進的速度和質量會受到很大的影響，在褶皺斷層的地質條件下，煤層的厚度也發生較大的變化，其穩定性和支護結構容易發生垮落等一系列的問題。同時施工技術也會影響到開挖的穩定性，一般采用錨噴支護的方式進行頂板支護，這種方法使安全性和工作質量得到了提升，但是如果炮眼掌握不當，或者是藥量不夠，也會降低錨網噴支護的質量，在一些巷道較為密集的地區，在開挖第一條巷道時，由于地面地表的巖層受到了破壞，那么其他地方也會受到影響，頂板支護的難度將會大大增加。

三、頂板控制技術措施

（一）加強技術裝備，提升承載能力

為了使巷道頂板提升承載能力，必須要強化巷道掘進前的施工技術準備，根據煤礦礦壓觀測資料，實際的地質構造，以及圍巖的力學性質等當地的實際具體情況，有針對性地選擇煤礦井下巷道施工現場的最佳支護方式，針對重點施工地帶，例如冒頂處理，掘進工作面，巷道開口等等，必須提前制定有針對性的安全技術措施方案，要求專業人員對施工設計明確支護方式，臨時支護形式，以及所需要的材料數量和尺寸等，根據計算的數值和相應的資料嚴格制定并執行掘進作業規程，要求所有的人員對其進行蹲守，嚴格遵循作業的規程，不得出現違規操作等一系列的行為。

（二）強化支架強度

支架的承載力能夠為巷道的安全開發提供更為有力的保障，在煤礦井下巷道進行初期的挖掘時，巷道極易產生位移或者是變形，要求選擇支護方式時，盡量選擇初具柔性后具剛性的支護結構，以緩解出現的位移和變形問題，有利于巷道空間的完整性以及光滑性，降低返修的次數和返修的任務量，后期的維護工作成本將大大降低。通過強化支架的強度和圍巖的光滑程度來加強雙方的協調能力，使得圍巖能夠在適當的范圍內進行變形，增強了巷道支護體的支護能力和支護強度，強化頂板支護的效果。

（三）加強新技術和新設備的應用

科學技術的不斷發展，使得開發的技術和設備不斷更新，在開采的過程當中，主要使用了懸臂式掘進機，單體勘探鉆機和其他供電設備，其生產能力較強，對于一般的地質條件都較為適應，在施工技術當中，可以采用液壓馬達直接驅動裝載的機器，而液壓系統自動設置了加油裝置，其穩定性與可靠性大大提升，PLC技術作為主要的控制技術，能夠對故障進行及時的診斷和檢測，為支護工作的展開提供了技術和設備的支持。

四、結語

當前形勢下做好煤礦井下巷道掘進頂板支護工作不僅是客觀需要，而且能夠很好地提升煤企的效益，具有一定的現實意義。同時，也能夠促進煤礦開采的效率和質量，提高了安全性。所以，作為煤企相關的技術人員，一定要夯實自己的技術能力，學習先進支護技術和經驗，為煤礦安全開采做出貢獻。

參考文獻

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