關于煤礦井下頂板支護質量研究

郭彭飛 姬周新

摘 要：為了促進礦井下作業的質量，保證礦井下結構的合理性，需要對礦井下頂板支護的材料，結構以及質量進行分析。提出了影響頂板支護質量的環境和物理因素，并提出相關的對策，最終促進礦井下作業質量的提升。

關鍵詞：質量控制;煤礦井;頂板支護

快速正確的掘進方式促進了煤礦井下巷道掘進作業的效率提高。此外頂板支護技術在工程進展中能否得到實際應用也影響了掘進的有效性。在煤礦作業的基礎下，采取井下頂板防護能夠更好的保障工程的效率，減少作業人員發生危險的幾率，提高作業人員的工作有效性。其中主要支護方式為其中主要保護措施為預留柱支護、可縮性支架以及其他支架類設備，這些設備憑借著結構的優異性和性能的先進性提高了井下巷道結構的穩定，為井下作業人員的生命安全，提供了一道有力的保護傘。為了把握煤礦井下頂板支護的技術影響因素，并提出相應解決措施，構建完善的技術，本文提出以下分析。

一、頂板支護的主要材料選擇

在煤礦井下作業時過為提高工作面頂板的穩固度，為井下作業人員生命安全提供更多保障，一般采用頂板支護技術對工作面頂板進行加固，這代表著以人員生命安全為基礎的作業原則，更好的防護技術也能夠提高礦井下作業的工作效率，為礦井創造更多的價值，保障工作的有序性。煤礦井下頂板支護的表現形式多樣，隨著歷史發展和技術變革，主要有木支柱、金屬摩擦支柱、單體液壓支柱、液壓支架等表現形式。現階段我國煤礦井下頂板支護形式受安全需要和技術保障主要為單體液壓支柱和液壓支架。此類支架可以搭建支護體系，與金屬鉸接頂梁相結合可以完成系統式的配合使用下可以組成系統性的支護結構，對工作人員的生命安全以及井下的財產具有一定的保護作用。

（一）單體液壓支柱

單體液壓支柱需要和金屬鉸接頂梁在一起搭配使用，用來保障支護效果。由于單體液壓支柱操作較為復雜，因此在實際的應用過程中需要用人力進行移動，進行使用。因此這種形式在本質上依舊是屬于人工支護的范疇，此類工作方式效率較低，性能較差，不適合在作業繁忙的大型礦井中使用，但是在規模較小的礦井中，該類支柱可以較好的滿足使用需求，保證工作人員的安全。

（二）液壓支架

金屬結構以及液壓元件在高壓液體的作用下組成了液壓支架。這種支護系統的特點就是功率大，運量大而且移動速度高，工作強度有保障，液壓支護系統最重要的特點就是可以與計算機技術相關聯，在工作中，可以借助計算機技術對井下作業情況進行快速判斷，采取合適的支護措施 。這大大提高了工作效率，改善了礦井下的作業環境，減少了井下作業人員尤其是支護相關人員的工作強度，減少了其工作中的風險，是工程機械化和現代化的體現。這種方式是未來礦井支護的必然趨勢。

二、對煤礦井下頂板支護質量產生影響的原因

（一）施工技術

煤礦井下巷道掘進的主要方法為鉆爆法，由于頂板支護需要在錨噴支護相配合的情況下才能夠構建出有效的防護體系，而且這種方式相較于以往的支護建設，挖掘速度更快，工作效率更高。然而在實際的作業中，依舊有多種多樣的頂板支護質量影響原因出現。在鉆爆法中，爆炸時炮眼的位置以及裝填火藥的數量都是影響井下支護質量的關鍵因素。而且由于煤礦井下結構復雜，在相鄰巷道同時開展采煤作業的背景下時井下巖體的就會變得更加不穩定，這就會影響工作人員的判斷，會使頂板支護產生質量問題。

（二）地質環境

由于我國的地質環境是復雜多樣的。在不同地質環境中需要根據環境背景進行合適的判斷并選擇出適合的支護措施。頂板支護質量主要影響因素在此時與煤礦的層理與節理最為相關。煤礦的地質情況的好壞與否是決定防護措施如何進行的決定性因素。地質情況較為穩定的階段只需要進行簡單的防護，而復雜的地質則代表了支護質量的影響因素增加，支護措施的完成更加困難[1]。在此種情況下，應當以工作人員生命安全為先，即使降低材料使用效率也要增加安全性。

三、煤礦井下頂板支護質量影響因素的改善措施

（一）頂板支護建設的完善措施

對煤礦井下頂板支護的質量進行保障首先需要依據礦井下的巖石背景和土壤因素對頂板支護的方案進行合理設計，主要在保障工作人員的生命安全的基礎上對頂班支護的使用進行合理設計，要根據實際情況特別是地質情況采取不同的支護設計，在要以井下作業的安全為基礎，對支護建設和支護體系進行合理規劃，這是確保頂板支護技術應用的有效性的先決條件。首先應當選用合適的支護方式，要有專業人員對于礦山壓力及井下地質構造進行勘察，詳細記錄各項數據，并需要展開聯合討論，增加設計方案的合理性。也需要依據最終確定的作業方案，對可能出現的作業風險以及作業人員安全風險進行合理假設，提出相應的緊急解決措施和急救措施，首先要減少安全隱患，其次要確保安全事故發生時能夠及時的進行故障排斥與人員營救。在巷道挖掘過程中，大部分作業方法都會對圍巖承載能力造成影響，為了保證防護質量，還需要根據作業情況對頂板前后及側向支撐壓力進行改變，隨時根據情況調整支護措施。在頂板支護的設計中還應當注意煤礦需要防火的特性[2]。因此應特別注意加強井下防火，減少火災的發生。

（二）促進支護結構的檢測

在支護結構的建設中，首先需要保證支護方案的合理性和緊急事故處理的完善性，其次需要根據地址結構與工作強度選擇合適的支護結構材料組成。此外還應當對支護結構進行質量檢測與試運行。對支護結構進行檢測可以在使用該系統前發現在理論構建中沒有設想到的安全隱患，還可以及時的采取調整，減少質量事故發生。為了保證質量，應當以支架工作狀態為基礎來勘察支架的直接頂下沉等情況，采取相應措施減少其對工作的影響[3]。

總結

在現代煤炭產業的不斷發展過程中，促進井下作業的工作人員生命安全一直是煤炭生產企業能夠不斷發展的關鍵因素。對井下巷道頂板支護技術進行質量保證，根據實際環境選擇支護手段，可以促進支護質量的提高，為工作人員的生命安全增加保障。

參考文獻：

[1]王震.煤礦井下巷道掘進頂板支護技術分析[J].礦業裝備，2021（02）：176-177.

[2]常北.煤礦井下頂板形變控制及支護技術研究[J].山東煤炭科技，2021，39（03）：1-2+5+8.

[3]鄭斐.煤礦井下綜采面頂板控制方案的優化研究[J].山西冶金，2020，43（04）：44-45+67.