浅谈煤矿掘进巷道的顶板支护技术

房博

（山东能源新矿集团华丰煤矿，山东 泰安 271413）

对于煤矿巷道掘进这项工作来说，是一项具有系统性、复杂性特征的工程。在具体施工当中，不仅需要使用到合理、科学的设备与流程，且需要结合矿井地质实际做好掘进顶板支护方式的使用。在现今顶板支护当中，主要需对支护的牢固性与稳定性因素进行考虑。对此，需要能够在施工中把握技术要点，更好地实现支护目标。

1 巷道掘进方式

1.1 预留煤柱支护

对于该方式来说，是一种具有较强传统型的支护方式，较多应用在巷道上下区段之间。该方式在实际应用当中优势明显，且具有简便的操作特征，能够对巷道的排水、通风能力进行有效的维持。在我国煤炭行业快速发展的情况下，预留煤柱支护技术也在此当中具有了成熟的特点，并在现今煤矿开采当中得到了较多的使用。但对于该方式来说，在实际应用当中也存在一定的不足，即具有较高的运行维护以及支护成本，将因此对煤炭开采成本进行增加，因此可能影响到企业的经济效益。如果顶板支护煤柱不符合巷道支护要求、存在破裂情况，也将因此对巷道安全造成威胁，因此对施工危险系数进行提升。

1.2 锚杆支护

在现今井下巷道顶板支护当中，锚杆支护也是经常使用到的一种方式，在实际应用当中，能够对巷道支护效果进行有效的优化，切实提升企业经济效益水平。在实际锚杆支护工作开展当中，锚杆托板、锚固剂与钢带等都是经常使用到的支护构件，能够在应用当中对抗拉伸、剪切作用进行有效的发挥。托板方面，能够对尾部围岩进行连接，通过在螺母上对应扭矩的施加，则能够使托板在巷道表面形成压力，同时做好预紧力的施加。在煤岩上预紧力不断扩散的情况下，也能够在对围岩应力有效改善的情况下使其在稳定性方面具有较好的表现，降低发生变形的几率。

1.3 支护型钢

该支护方式可以分为U型以及工字钢两种类型，通常使用在圆形巷道断面、椭圆形巷道当中。该类支护型钢在任性方面具有较好的表现，同时具有抗拉、抗剪与抗压功能，因环境较为恶劣，井下条件较为复杂，则因此对型钢性能具有较高的要求。在巷道当中，支架将会对横向荷载与纵向的推动力进行承担，需要保证两个方向在承载负荷能力方面能够满足要求。断面几何参数方面，也将受到截面模量的影响，需要保证同支架承载负荷具有接近的能力。同时，型钢几何形状也将对支架可缩性产生影响，在实际应用时，需要能够保证其在接触面积方面满足要求，始终保持最佳的受力状态。

2 影响因素

2.1 施工工艺

在井下巷道掘进当中，控制好施工工艺可以说是一项重点内容。在现今我国巷道掘进工作开展当中，钻爆掘进是经常使用到的方式，具有较高的施工效率，能够对巷道掘进速度进行有效提升。但在此过程当中，如果在工艺应用方面没有做好控制，则将影响到顶板稳定性，甚至导致塌方问题的发生，对人员的生命财产安全造成威胁。在钻爆工艺使用当中，需要能够做好以下两方面内容的把握：第一，在钻爆处理进行前，需要能够对火药装填数量进行准确的计算，这对于实际爆破效果的提升具有十分积极的意义；第二，需要能够准确定位爆破的位置。对于这两项工作来说，需要能够在施工当中以精准的方式开展计算，以此才能够保证掘进效果满足要求，为井下顶板支护工作的有序开展作出保障。

2.2 巷道工作环境

在顶板支护工作开展当中，处于井下环境，工作人员设置的支护装置也处在井下。在该情况下，井下巷道施工环境将直接关系到顶板支护效果，也将关系到支护的稳定性。在不同的地区当中，具有不同的井下巷道状况，如果井下环境较好，巷道能够对相关标准与要求进行满足，工作人员则可以结合实际对巷道内部支架数量进行缩减，以此在对巷道空间有效节约的基础上提升煤矿开采效率与质量，且能够在对开采成本有效节约的情况下提升企业效益水平。如果面临的井下环境较为复杂，作为施工人员则需要结合实际对支架的设置数量进行增加，以此进一步保障施工安全。需要注意的是，在支架数量增加时，不仅会减小巷道空间，且将因此增加开采成本，需要能够在实际处理当中做好考虑。

3 技术优化措施

3.1 优化支架结构

在井下巷道顶板支护工作开展当中，作为工作人员需要能够对初次掘进引起重视，看巷道在位置方面是否存在变化情况。在部分施工当中，在第一次进行掘进时，巷道的位置往往会发生一定的变化与变形问题，并因此对工作的持续开展造成阻碍。对于该问题，作为施工人员则需要结合实际优化支架结构，做好合理施工方案的选择。一般来说，支护结构材料方面需要具有适中柔性与刚性的特点，以此即能够有效避免巷道发生变形等问题。在此基础上，也需要做好结构构造方案的选择，以此在对巷道施工完整性有效保持的情况下，降低后续巷道的返修几率。在巷道安全控制当中，支架强度也是不可忽视的一项内容，需要能够对支架强度相关功能进行优化，以此使围岩能够具有合适的空间，为巷道顶板支护工作的开展作出保障。作为施工人员，也需要能够做好实际环境情况的把握，根据环境实现围岩承受压力的释放，以此使支护工作获得更好的效果。

3.2 做好施工准备

在巷道掘进工作进行前，作为技术人员即需要能够细致勘察煤矿所在地，做好地质运动特点的掌握，结合实际状况以及围岩承重等等做好合理顶板支护方式的选择。同时，需要能够提前对施工中存在的重难点问题进行预测，做好对应应急方案的制定。在设计方案时，需要鞥够始终将施工安全放在首位，做好最优施工模式的选择。在完成方案设计后，技术与设计人员则需要能够同施工人员做好研究，对方案当中存在的问题进行完善与改进，保证方案具有合理的特点，保证在该方案实施情况下能够获得较好的经济效益以及施工效果。同时，作为设计人员也需要提前报备工程施工当中使用的设备类型与数量，做好设备状态检查。在击退施工中，则需要严格按照之前制定的方案做好落实，保证开采质量。

3.3 创新技术应用

在采煤行业不断发展的过程当中，未来采煤技术也将逐渐向着机械、智能与自动化的方向发展。作为煤矿企业，则需要充分结合支护实际、顶板工艺发展情况，将能够应用在煤矿矿区当中的工艺、技术进行吸纳，进一步扩大以综合掘进系统为代表的技术。如对于大断面层巷道进行顶板支护时，可以对连续掘进技术进行使用，在对施工难度有效降低的同时，也能够降低顶板支护铺设难度。小断面方面，可以使用凿岩台车进行自动化定位，以此起到顶板支护的作用。

3.4 临时支护控制

临时支护也是实际施工当中经常应用到的一种方式，在具体控制当中，主要内容有：第一，在移前探梁时，要保证有4人以上进行施工。其中，1人对顶板观察做好指挥，2人移前探梁，1人顶起钢带；第二，要做好顶板管理，如果在此当中发现离层、响声以顶板压力较大的情况，需要及时停止作业，将工作面人员及时撤出，当其稳定后，再按照从外向内的方式做好顶板支护处理；第三，要按照从外向内的顺序顶锚杆，按照中间向两边的方式施工。如前探梁锚杆不能够施工，则可以对其余锚杆施工后，将前探梁退出，之后打剩余的锚杆。

4 结语

在煤矿生产当中，做好巷道顶板支护可以说是非常重要的一项工作内容，将直接关系到煤矿生产安全。在具体支护工作开展中，需要能够充分结合实际做好支护技术的应用与把握，做好现场的施工控制，在科学开展支护控制的情况下更好地实现支护工作目标。