煤礦巷道快速掘進頂板支護技術的分析

任士鵬　孫勇　孫為民

摘要：隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術水平的日益進步，煤礦井下開采業(yè)也處于蓬勃迅速發(fā)展中，井下巷道掘進頂板支護技術作為關系到煤礦安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益的重要技術，受到相關行業(yè)的關注和重視。井下巷道快速掘進技術仍是一項較為復雜的技術，它需要技術人員選擇合理科學的施工工藝和先進設備，并據(jù)井下實際情況進行調(diào)整進度并安排最合適的掘進速度?？焖倬蜻M要以掘進巷道支護為基礎，采取科學高效的支護技術，優(yōu)化掘進施工工藝進一步研究頂板支護管理和控制技術，分析有特點的具體案例，這對整個煤礦快速掘進的發(fā)展和安全有著重要的意義。

Abstract： With the development of China's economy and the increasingly advanced level of science and technology， the underground coal mining industry also has a rapid development. Underground roadway driving roof support technology， as an important technology related to coal mine safety production and economic benefits， concerned by related industries. The rapid excavation technology for underground tunnels is still a relatively complicated technology. It requires technicians to choose reasonable and scientific construction techniques and advanced equipment， and adjust the schedule and arrange the most appropriate tunneling speed according to the actual conditions of the underground. The rapid excavation should be based on the support of the heading roadway， adopt scientific and efficient support technology， optimize the construction technology of the excavation， further study the roof support management and control technology， and analyze the specific specific cases， which has important significance on the development and safety of the rapid excavation of the entire mine.

關鍵詞：煤礦;巷道掘進;頂板支護技術

Key words： coal mine;roadway excavation;roof support technology

中圖分類號：TD353? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2020）05-0149-02

0? 引言

對于開拓掘進行業(yè)來講，煤礦井下巷道掘進工作是一項比較復雜的系統(tǒng)性工作，不僅要結合地質(zhì)構造來控制掘進速度還要根據(jù)現(xiàn)場實際條件合理選擇施工工藝和先進設備，同時在地質(zhì)勘察技術的配合下，才能更好的完成井下巷道掘進支護工作。在巷道快速掘進過程中，就得更好的對頂板進行支護，首先就要對頂板支護形式進行分析，對井下巷道掘進頂板支護過程中存在的問題和影響因素進行探究，從而找出相對應的技術措施。

1? 井下巷道掘進的幾種支護付方法

1.1 錨噴式支護

可縮性的支架是由一種較為特殊的金屬制造而成，它的荷載能力受到很多方面的因素影響，像連接件的工作狀態(tài)，支架的整體構造狀況都會對其產(chǎn)生一定的影響。值得一提的是，這種支架所能夠承受的力度是在研發(fā)時測量出來的定量，因此，在使用這種支架時就要精確無誤的判斷他所承受的范圍，注意此支架可能出現(xiàn)變形的問題。一般情況可縮性支架的極限承受能力要超出它實際的承受能力，此種極限極可能會有一定的安全隱患，所以技術人員在使用這種支架時，要時刻注意它的情況，最好不超出其實際的承受能力。

1.2 使用預留柱來進行支護

使用預留柱來支護可以說是一種比較傳統(tǒng)的支護方式了，在實踐操作上有一定的經(jīng)驗。預留柱支護就是在一個區(qū)間內(nèi)，在其上下區(qū)段之間會留有一定的寬度空隙，這種方式就有效錯開了整個面積帶來的壓力，在一定程度上可以減少壓力帶來的荷載。雖然這種方法操作原理簡單，但是卻可以有效的對頂板進行支護。由于這種方法的成本代價很高，并且也比較難維護，因此在探求其他的方式去替代，但是它還是有用武之地的。

1.3 錨桿支護

錨桿支護屬于一種形式構造的方式，主要有錨桿體、鋼帶、托盤和網(wǎng)幾種構件組成，作為一種經(jīng)常用到的支護技術，在煤礦巷道支護方面起到抗拉和抗剪的功能，在巷道表面受到壓力和巷道巖體接觸時，金屬托盤可以預防圍巖脫離層面的問題，并且可以很好的控制圍巖節(jié)理裂縫舒張和結構面的滑動現(xiàn)象。支護面緊貼巷道的表面，該技術的使用不僅能夠改善巷到的結構，同時還能夠達到提高煤炭效益以及產(chǎn)量的效果，可以有效的防止圍巖中落石的散落，錨桿支護適應于煤礦快速掘進施工，經(jīng)濟、快捷、操作簡單，嚴格監(jiān)督管理，禁止工作量打折扣，避免出現(xiàn)安全事故。

2? 影響快速掘進中頂板支護穩(wěn)定性的因素

2.1 施工巷道地理位置

地質(zhì)條件是對巷道穩(wěn)定性造成影響的重要決定原因之一，可能會造成巷道支護工作造成施工難度。圍巖是巷道快速掘進的重要影響因素，它的存在能夠?qū)ο锏榔鸬胶芎玫闹ёo作用，可能會在巷道快速掘進過程中，因施工強度不斷增大會造成其位移，并可能會巷道整體位置的形狀標準的改變和偏移，對施工安全造成威脅。若加上巷道所處位置與水源的位置相距較近，極可能會造成巷道的疏松和變軟，并對掘進巷道的穩(wěn)定性可能產(chǎn)生極大影響，且會造成開拓巷道的塌陷。巷道快速掘進工作中許多機械設備，工作時產(chǎn)生的震動、壓力等都可能影響巷道的支護狀況，造成整個施工地點的安全威脅問題。

2.2 影響因素分析

一是井下地質(zhì)構造因素。在井下巷道施工過程中，對于巷道頂板支護產(chǎn)生影響的因素較多，因此在一些地質(zhì)及基礎條件相對比較好的地段，是可以加快掘進的速度，而對于一些比較復雜的多變地段地質(zhì)條件，煤巖層的穩(wěn)定性差，對掘進的速度和施工質(zhì)量帶來多變的影響，頂板也極易發(fā)生碎裂，從而會導致頂板坍塌冒落事故發(fā)生;二是掘進工藝因素。目前在煤礦巷道掘進施工中，主要采用的是鉆爆法，無論是在鉆爆還是在基本施工過程中，都會有很多的不可控因素對施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，而一些施工工序的順序和工藝也是影響支護安全的重要因素，很多時候這些也會對支護施工帶來一定的阻礙，并對巷道安全產(chǎn)生威脅，因此必須加強控制。

3? 提高煤礦巷道支護技術的措施

3.1 提升快速掘進施工技術裝備工作

①在巷道進行頂板支護的時候，要根據(jù)井下地質(zhì)構造情況結合巷道圍巖的力學性質(zhì)來采取合適的支護方式。特別在重點工作區(qū)域的安全防護工作要做細，通過先進的安全監(jiān)測技術確保整體工作區(qū)域安全。②設計施工技術要完善。避免快速掘進時頂板支護的施工設計有缺陷，完善和明確頂板支護的材料數(shù)量、尺寸以及支護方式等和相關掘進人員要進行技術交底工作，叮囑好施工人員規(guī)范和技術標準，監(jiān)督工作過程中打折扣，確保符合煤礦巷道掘進要求。

3.2 支護施工的安全要加強管理

煤礦井下巷道快速掘進作業(yè)中，頂板的支護施工極容易受外界因素影響而出現(xiàn)坍塌冒頂問題，就得需要嚴格的管理措施加強安全方面的技術監(jiān)督管理。①安全監(jiān)督管理機制要建立健全，為支護過程的安全與效率提供制度保障。質(zhì)量監(jiān)督檢查機制是不可缺少的重要內(nèi)容，參加施工人員須嚴格遵循各項制度進行工作，確保及時發(fā)現(xiàn)問題及時處理，保證支護施工中不存在任何安全隱患。②根據(jù)綜地質(zhì)條件合考慮多項因素，選擇合理的支護工藝技術優(yōu)化支護效果。③嚴格施工人員培訓經(jīng)驗交流，施工人員的專業(yè)操作能力與綜合素質(zhì)知識水平對施工質(zhì)量的較大影響，培養(yǎng)一支操作水平高、技術素質(zhì)好的施工隊伍，強化施工人員的安全行為意識，提高業(yè)務操作技術水平，從而提高頂板支護速度和質(zhì)量的能力。

3.3 預留煤柱

預留煤柱工藝技術是一種巷道支護非常重要又傳統(tǒng)的形式，耗費往往比較大，在巷道的上區(qū)屬運輸平巷下區(qū)屬回風巷時，可以預先在上、下區(qū)段都留出一定較寬度的煤柱，做到確?；仫L平巷能夠具備躲避支撐壓力的峰值區(qū)域。預留煤柱的支護工藝形式相對比較簡單，能利于通風排水，缺點是該支護技術的耗費能力比較大，煤柱損失過大會增加了巷道的維護難度。若煤柱的支撐壓力輸送到煤柱底部，肯定影響到臨近巷道安全的穩(wěn)定，并且還會對臨近煤層開采安全造成一定的威脅，有可能產(chǎn)生沖擊地壓的安全隱患，為了保障掘進施工安全，盡量消除煤層沖擊隱患，合理控制預留煤柱的寬度，加強煤柱設置管理。

4? 結束語

總而言之，煤礦巷道快速掘進施工工藝和支護技術是煤礦開拓的重要步驟，對煤礦的順利開拓掘進有非常重要的作用。煤礦快速掘進和頂板支護技術對煤礦專業(yè)性要求很高，這兩項復雜的工作技術對施工人員的生命和煤礦開拓有著最基本的影響，必須在思想上高度重視，為提高煤礦巷快速道掘進施工的工作速度，確保安全性和可靠性，一定把地質(zhì)構造條件和施工工藝方法結合起來，嚴格控制速度和位置，采用先進高科技的掘進設備。

參考文獻：

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