破碎頂板煤巷掘進的支護研究

摘 要：隨著科學技術的不斷創新應用，當前煤巷掘進的技術也在不斷更新當中，其中破碎頂板煤巷掘進的支護研究已經成為了當前煤炭掘進的熱點。其中需要根據實際的頂板以及煤壁的地質條件進行靈活的掘進，同時也要應用相應的錨桿、錨索支護方式對棚架進行保護，提高安全和采煤的有效性，推動我國煤炭行業的不斷發展。

關鍵詞：破碎頂板;煤炭掘進;支護;創新;技術

當前，我國煤炭行業開采的深度和廣度逐漸增加，并在地質構造復雜的地區進行開采。我國煤炭應用量在不斷地加大，使得礦山的壓力不斷增強，所以當前巷道頂板事故也在不斷的發生。受到煤層壓力和各方面應力的影響，使得當前采煤巷道支護的選擇和維護比較困難，需要通過有效的方式來增加強度。根據現場的施工實踐以及對破碎頂板進行分析，保證地下的地質條件與每項的掘進數據相匹配，同時也要進一步提高掘進效率，保證整個施工的安全。

1 巷道的最佳掘進時間

在對巷道進行掘進的過程中，需要選擇最佳的掘進時間，在上區段的工作推進過程中，需要將其分為兩個階段，頂板運動的發展分為顯著運動階段和穩定階段，這兩個階段都有不同的形態。在顯著運動階段中，巖層的支撐力不斷變化很多煤層的支撐壓力會受到影響，如果不進行保護可能會發生煤層的變形，引發安全事故，不利于巷道的維護。同時，上區段采場老頂垮落后，運動一般是在相對穩定的狀態，通過對支撐壓力的重新分布，使每一次壓力得到保證。此時進行巷道的掘進能夠保證其維護效果，所以在上區段進行垮落后對頂板運動階段進行巷道的掘進是最佳的時間，也能夠有效地消除頂板事故隱患，將施工安全問題得到解決。在施工過程中需要靈活的把控施工時間，每個時間階段內都要進行一定程度的掘進，這樣才能在施工時保持良好的支護效果，也對安全性和周圍的巖層防止出現破壞。雖然這種方法加大了施工的成本，給支護的難度加大，但從長遠的角度看，可以有效地減輕后期的維修量，使采煤的效率大大提高，增加收益。

2 巷道支護形式及選擇

2.1 錨桿支護

在對巷道支護形式進行選擇時，需要保證其支護形式與實際的煤層分布情況相符合，通過對參數的合理選擇，能夠保證巷道支護的效果，使其達到安全生產的要求。與傳統的支護形式相比，錨桿支護是當前經常運用的一種支護方式，其技術性和經濟性都比較明顯。錨桿支護可以利用周圍的巖層增強承載能力將承載體的綜合能力進行有效的保證。一般棚式支護是屬于被動支護，這種方式的阻力比較小，在周圍發生變形時不能達到很好的支護效果，而通過錨桿支護方式能夠化被動為主動，在出現變形之前，有效地對其狀況進行改善，也能夠保持巷道周圍的長期穩定。一般在相同的地質條件下，通過錨桿支護的方式能夠對周圍的壓力進行抵消，同時也能夠根據變化規律來有效的設計，對整個支護系統的工作情況進行了解，能夠保證施工質量和施工效率。

2.2 巷道圍巖的移近率

在對煤炭巷道進行研究分析的過程中，需要對周圍巖石的移近率進行把控，通過對其進行穩定性和綜合指標的分析來保證移進率的大小符合實際情況，同時也要保證整個巷道在服務期內有效地進行維護，降低修護的難度。在選擇巷道形式的過程中，也需要根據實際的地質情況和自然條件來進行巷道設計，滿足安全性和全面性的要求，在進行設計巷道的過程中要根據具體的生產條件和生產目標，來對周圍移近率進行預估，這樣能夠有效地推動整個巷道支護的有效性。

3 破碎頂板煤巷錨桿支護的施工

3.1 錨桿支護布置

對于頂板松軟破碎，變形量很大，與樹脂的粘結力較小的情況，過去常采用普通螺紋鋼錨桿時，由于錨固力小，約束圍巖變形能力差，因而頂板離層、位移量大，甚至發生冒頂事故，因此必須加以改進。理論和實踐均證明，高強度、超高強度全長樹脂錨固錨桿支護系統是行之有效的。我國過去常用的 Q235 圓鋼普通錨桿的錨固力僅有幾十千牛，而高強度錨桿的錨固力可達100～ 200kN，超高強度錨桿更可以達到300kN以上。

3.2 破碎頂板煤巷架棚支護的施工

整個破碎頂板煤巷架棚支護的施工分為三個階段，分別是開工前、班中和放炮后，在每一個階段需要按照操作規程進行施工，對于敲幫問頂，發現危險隱患時要隨時的進行記錄，找出解決問題。根據圍巖的性質和掘進工藝來采用相應的支護形式，這樣能夠合理的保證整個破碎頂板煤巷架棚支護的安全性。如果發生隱形的危巖，必須要將空頂的距離進行縮小，同時也要采用臨時支護和錨桿支護的方式進一步保證其安全性。在對頂板破碎或者煤壁較軟的地方，需要根據其地質條件在正常的掘進情況下，采取震動炮的形式用掘進機進行掘進，這種方式能夠提升掘進的有效性，同時也可以在放炮前增加相應地的支架來進行支護。如果發生危險，要及時的采取有效措施，保證頂板的安全性。對于炮掘工作來說，需要對整個巖石進行振動，所以要控制好裝藥量以及放炮的順序，在前后都需要對周圍的巖石進行了解，通過破碎帶來進行注漿加固，也可以根據圍巖的條件采取超前支護和前探梁支護等形式，保證支護的全面性。

4 結語

綜上所述，掘進工作需要全面系統安全，對于破碎頂板煤巷進行掘進的過程中，需要靈活的選擇支護形式，通過對當前的地質情況和自然條件的綜合分析來對破碎頂板和煤壁較軟的地質采用錨桿和錨索支護的方法，保證施工的安全和全面性。這樣能夠明顯的降低頂板的事故，使得安全生產目標得到進一步的實現。

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作者簡介：華偉（1969-），男，漢族，江蘇新沂人，從事煤礦采掘技術管理工作。