煤矿井下巷道掘进顶板支护技术分析

煤矿井下巷道掘进顶板支护技术分析

吕勇彪

内蒙古北联电能源开发有限责任公司高头窑煤矿  内蒙古 鄂尔多斯市014300

摘要：煤矿井下巷道掘进过程中会产生较大的扰动力，井下作业环境复杂，容易产生安全事故。在这种情况下采用顶板支护技术具有很好的保护效果。下面文章就对巷道顶板支护技术的应用展开探讨。

关键词：巷道顶板；顶板支护；支护技术；煤矿支护

引言

在煤矿的实际开采过程中，掘进作业会导致应力重新分配，如果在这个过程中不能够合理地进行顶板支护，会导致井下巷道围岩产生严重变形或者位移等状况。为了能够充分保证井下巷道掘进作业的安全、顺利开展，就必须在煤矿掘进过程中对顶板支护技术的应用进行严格管理和控制。在对井下巷道进行具体的采掘作业过程中，必须充分考虑构造特征、开采设备、开采工艺、开采进度等，与此同时还要从施工组织管理、作业人员素质等多个方面进行综合考量。由此可见，井下巷道掘进作业是一项综合性非常强的工作。

1巷道的地质条件
我国厚煤层赋存占有很大的比重，开采厚煤层的方法主要为大采高和放顶煤开采。这2种方法各有其优点。厚煤层开采对工作面运输能力、通风能力以及开采能力有着较高的要求，大采高工作面对巷道断面和稳定性的要求更高。由于巷道断面的增大，巷道围岩悬露面积大，围岩更容易破碎变形，巷道稳定性差。因此采取合理的支护技术对巷道的安全使用有着重要的意义。但对于地质结构较差的地段，必须加强顶板支护的管理工作，确保安全施工。如果无法提前侦探，做好合理规划的话，不仅可能会因为突发情况降低掘进进度，还会酿成安全事故，造成人员伤亡，影响矿井的安全生产和健康发展。
　　2煤矿井下巷道掘进顶板支护技术
　　2.1 可缩性支架支护技术
　　该技术是现如今开展巷道掘进顶板支护施工过程中，应用较为广泛的技术之一，此类技术中应用的可缩性支架存在双向性，多应用在Ⅲ类巷道的支护施工中。据有关研究表明，此类支架存在的荷载及承压能力均相对较强，对其加以有效应用，有助于大幅度提升巷道施工的安全性[1]。
　　2.2 预留煤柱支护技术
　　此类技术是较为传统的巷道顶板支护方式，在具体应用的过程中通常指在巷道的下区段及上区段中间进行支护的一种方式，具有较高的优势性，操作便捷性也相对较高。经由合理应用该技术的方式，可促使巷道的通风及排水能力大幅度提升。但同时，该技术也具有一定的弊端，例如投入成本较多等。此外，实际应用过程中，倘若承担支护作用的煤柱发生损坏问题，则巷道的安全性将大幅度减低，风险性也会随之增加。

3.矿井顶板管理存在的问题
3.1地质变化造成支护冒顶事故
如果顶板支撑力不均衡，很容易造成冒顶事故，给人员生命安全造成影响。其中出现这三种情况的住院因素包括：（1）因为地质变化造成顶板破碎，如果工作人员还不加强支护管理，很可能出现顶板破碎事故；（2）矿井巷道支护的方式和材料存在差异，有的支柱具有的支力比较大，有的则非常小，如果顶板受到的压力不均衡，很可能出现推到支柱的情况，从而造成冒顶事故；（3）就是放顶的顺序不合理造成的冒顶事故。
3.2 由于上下出口造成冒顶事故
在实际工作中，因为选择长壁后腿式进行采煤，而巷道回采和工作面运输都是回采前进行的，这样会造成顶板巷道长时间暴露，而实际回采中，因为受到支撑压力菜场和采动的影响，顶板被破坏，同时也出现了塌落情况。在上下口巷道交叉和采空区存在较大空间，随着工作班组不断的掘进工作中，工作面会不断前行，很多支架都是拆了再支，支了再拆，这样导致支架的承载力逐渐降低，从而出现问题，不断更新支架是保证顶板巷道安全的关键

4、优化煤矿井下巷道掘进顶板支护技术措施

为了在一定程度上为煤矿井下巷道掘进工作提供质量上的保证，同时提高施工过程中的安全性和可靠性，施工人员应该在施工过程中采取有效措施。应用煤矿井下巷道掘进顶板支护技术就是很好的选择，这样不仅可以提高煤矿工程巷道掘进工作的质量和效率，还可以加快施工的进度。

4.1对井下巷道支架强度、结构性能优化

在进行煤矿井下巷道掘进顶板支护工作施工过程中，相关的工作人员需要加强对一些注意事项重视。比如在开展第一次掘进工作时，受到巷道本身的位置迎新昂，可能还会出现形变的情况，进一步影响掘进工作运行的安全性。对于该问题，施工人员在选择和构造顶板支护结构的过程中，通过对多种不同的方法进行对比，从而选出一种最佳的方案。通常，如果可以对最佳支护结构构造方案有效选择的基础上，在具体施工的过程中，保证巷道的空间始终保持完整的状态，而且还可以有效地避免因为生活当中的个别影响因素导致大面积、大规模返修问题。此外，在进行煤矿井下巷道掘进顶板支护工作过程中，对于其中可能会用到的支架来讲，它自身的强度问题，也可能会对施工质量和效率问题有很大程度的影响。如果可以有效地优化支架的强度和性能，就可以增加更多的空间，保证施工围岩变形有足够的空间，也可以为煤矿井下巷道掘进顶板支护技术稳定、安全开展，保证相应的基础、保障。对于相关的施工人员来讲，他们还需要充分地结合围岩的实际状况来适当地释放围岩所承受的压力，这样也可以有效地保证在施工当中，煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的应用质量和效率问题得到有效地提高和改善。

4.2优化施工前的准备工作

在进行正式施工之前，需要对本地实际地质情况结合的基础上，明确围岩所承受的力，明确围岩能够承受的力的大小，从而可以合理地设计和选择顶板支护方式，特别针对施工过程中出现的重难点，如提升巷道掘进截面安全性、稳定性时，施工人员需要注意应用最佳的施工方案、施工技术，从而保证所有的施工人员以及整个施工过程的安全性和可靠性。除此之外，将初步的施工方案设计结束后，施工人员以及设计人员需要对设计方案共同讨论，并在此基础上及时地改进和完善其中存在的问题，尽可能地保证设计方案符合顶板支护需求以及相关的施工需求，保证施工质量和效率问题得到有效地提高。在施工当中，确定材料的体积、数量等多个方面，都需要相关施工人员、设计人员提前结束[3]。在结束方案设计环节后，相关施工人员需要对相关的施工标准、设计方案进行严格遵循，来进一步完成煤矿井下巷道的掘进工作。

4.3优化应用新技术、新工艺

伴随技术、经济进步发展，煤矿施工过程中，对机械化模式、施工自动化应用的范围也更加广泛，在施工当中，合理地应用一些新技术和新工艺，不仅可以保证整个工程的施工质量和效率问题得到有效地提高，同时还可以为所有工作人员的生命安全提供有效、坚实的前提、保障。以你，在进行煤矿井下巷道掘进支护施工工作过程中，相关的工作人员需要注意优化对新工艺、新技术的应用。例如，井下巷道需要掘进的位置处，断面层体积相对较大，此时，开展掘进工作的过程中，可以通过对连续掘进技术进行合理地运用，从而保证顶板支护铺设以及巷道掘进工作的难度得到有效地降低

结语

当前我国处于社会发展迅速时期，如果想要在这一时期实现煤矿企业的快速健康发展，那么就有必要重视巷道掘进顶板支护技术的使用。煤矿井下巷道掘进顶板支护技术与煤矿企业的经济效益有着直接的联系，在煤矿井下巷道掘进的过程中，如果使用顶板支护技术能够促进煤矿企业的发展，使煤矿企业获得更多的经济效益和社会效益。

【参考文献】

[1]夏金刚.煤矿井下顶板支护质量研究[J].黑龙江科学,2021,12(14):112-113.

[2]蔡海峰.煤矿井下巷道掘进顶板的支护技术[J].江西化工,2020,(03):365-366.

[3]赵文涛.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术分析[J].当代化工研究,2020,(09):91-92.

[4]杨超.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术探析[J].当代化工研究2021（08）

[5]赵建文.煤矿井下巷道掘进中的安全问题[J].能源与节能2020（04）