淺談煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)

李衛(wèi)濤

【摘要】如今我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)在不斷的發(fā)展，對(duì)于煤資源的需求量不斷增加，雖然我國(guó)一直在倡導(dǎo)清潔能源的使用，但是煤作為一項(xiàng)基礎(chǔ)性的能源，仍然具有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。在煤礦挖掘的過(guò)程當(dāng)中，為了保證煤礦挖掘的安全以及煤資源開(kāi)發(fā)的質(zhì)量，需要對(duì)煤礦的開(kāi)挖巷道技術(shù)和頂板管理等一系列的技術(shù)進(jìn)行研究，為煤礦的開(kāi)發(fā)提供更加安全穩(wěn)定的環(huán)境，保障煤炭開(kāi)發(fā)人員的安全，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)，進(jìn)一步提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

【關(guān)鍵詞】煤礦；掘進(jìn)巷道；支護(hù)技術(shù)；頂板管理

一、煤礦井下巷道掘進(jìn)支護(hù)方式

（一）預(yù)留煤柱支護(hù)方式

該支護(hù)技術(shù)是傳統(tǒng)的巷道頂板支護(hù)方式，應(yīng)用時(shí)一般多在巷道上區(qū)段和下區(qū)段之中。其優(yōu)勢(shì)比較明顯，操作簡(jiǎn)便，而且通過(guò)預(yù)留煤柱技術(shù)能夠很好地增強(qiáng)巷道的排水能力以及通風(fēng)能力。同時(shí)，弊端也比較突出，成本相對(duì)較高，對(duì)煤企資金會(huì)是嚴(yán)峻的考驗(yàn)。另外，一旦充當(dāng)頂板支護(hù)的煤柱有損壞的情況發(fā)生，那么巷道就不安全，風(fēng)險(xiǎn)也隨之上升。

（二）礦用支護(hù)型鋼方式

作為鋼材四大品種之一，型鋼是一種條形鋼材，具備一定的尺寸和截面形狀。就現(xiàn)在煤礦井下巷道支護(hù)而言，對(duì)不同類型的型鋼采用比較廣泛，依據(jù)型鋼截面的形狀不同進(jìn)行分類，可以分為橢圓形型鋼、半圓拱形型鋼以及圓形型鋼。即使近年來(lái)煤企對(duì)礦井環(huán)境改善十分關(guān)注和重視，但從整體研究可以得出，國(guó)內(nèi)很多的小型煤礦井下環(huán)境仍沒(méi)有得到優(yōu)化，條件十分惡劣、艱苦。鑒于此，煤礦在使用礦用支護(hù)型鋼時(shí)，一定要把控好采購(gòu)質(zhì)量。煤礦井下環(huán)境比較復(fù)雜，對(duì)型鋼的抗壓性、抗拉性以及抗剪性都有極高的要求。

二、煤礦巷道支護(hù)方式存在的問(wèn)題和影響因素

（一）煤礦巷道支護(hù)方式存在的問(wèn)題

在開(kāi)采的過(guò)程當(dāng)中，由于圍巖的穩(wěn)定性較差，煤礦巷道的支護(hù)難度會(huì)大大增加，如果出現(xiàn)了過(guò)大的變形或者是位移，也就可能出現(xiàn)破壞巷道的現(xiàn)象，特別是在一些巖體較為松軟的地方，如果出現(xiàn)這一類的問(wèn)題，便無(wú)法發(fā)揮其其中的作用，經(jīng)過(guò)多次返修，如仍無(wú)法滿足要求，那么這一地段的開(kāi)挖將會(huì)陷入瓶頸，在煤礦巷道挖掘的過(guò)程當(dāng)中，圍巖的巖體遇到水之后，會(huì)產(chǎn)生很大的膨脹力，圍巖在過(guò)大的擠壓力的作用下會(huì)產(chǎn)生變形，直接影響支護(hù)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，在掘進(jìn)過(guò)程當(dāng)中，受到重力因素的影響，頂板也會(huì)出現(xiàn)掉落的現(xiàn)象，加之層理結(jié)構(gòu)的發(fā)育和變化，頂部的裂縫容易增多，并且易發(fā)生開(kāi)裂，甚至還會(huì)產(chǎn)生圍巖離層，甚至發(fā)生冒頂事故。

（二）影響因素

地質(zhì)構(gòu)造施工技術(shù)會(huì)影響整個(gè)開(kāi)采過(guò)程的穩(wěn)定與安全，在井下巷道開(kāi)發(fā)的過(guò)程當(dāng)中，會(huì)受到煤礦地層的發(fā)育狀況的影響，褶皺構(gòu)造穩(wěn)定性較好的地方可以加快施工，但是一般的煤礦井下都屬于復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，掘進(jìn)的速度和質(zhì)量會(huì)受到很大的影響，在褶皺斷層的地質(zhì)條件下，煤層的厚度也發(fā)生較大的變化，其穩(wěn)定性和支護(hù)結(jié)構(gòu)容易發(fā)生垮落等一系列的問(wèn)題。同時(shí)施工技術(shù)也會(huì)影響到開(kāi)挖的穩(wěn)定性，一般采用錨噴支護(hù)的方式進(jìn)行頂板支護(hù)，這種方法使安全性和工作質(zhì)量得到了提升，但是如果炮眼掌握不當(dāng)，或者是藥量不夠，也會(huì)降低錨網(wǎng)噴支護(hù)的質(zhì)量，在一些巷道較為密集的地區(qū)，在開(kāi)挖第一條巷道時(shí)，由于地面地表的巖層受到了破壞，那么其他地方也會(huì)受到影響，頂板支護(hù)的難度將會(huì)大大增加。

三、頂板控制技術(shù)措施

（一）加強(qiáng)技術(shù)裝備，提升承載能力

為了使巷道頂板提升承載能力，必須要強(qiáng)化巷道掘進(jìn)前的施工技術(shù)準(zhǔn)備，根據(jù)煤礦礦壓觀測(cè)資料，實(shí)際的地質(zhì)構(gòu)造，以及圍巖的力學(xué)性質(zhì)等當(dāng)?shù)氐膶?shí)際具體情況，有針對(duì)性地選擇煤礦井下巷道施工現(xiàn)場(chǎng)的最佳支護(hù)方式，針對(duì)重點(diǎn)施工地帶，例如冒頂處理，掘進(jìn)工作面，巷道開(kāi)口等等，必須提前制定有針對(duì)性的安全技術(shù)措施方案，要求專業(yè)人員對(duì)施工設(shè)計(jì)明確支護(hù)方式，臨時(shí)支護(hù)形式，以及所需要的材料數(shù)量和尺寸等，根據(jù)計(jì)算的數(shù)值和相應(yīng)的資料嚴(yán)格制定并執(zhí)行掘進(jìn)作業(yè)規(guī)程，要求所有的人員對(duì)其進(jìn)行蹲守，嚴(yán)格遵循作業(yè)的規(guī)程，不得出現(xiàn)違規(guī)操作等一系列的行為。

（二）強(qiáng)化支架強(qiáng)度

支架的承載力能夠?yàn)橄锏赖陌踩_(kāi)發(fā)提供更為有力的保障，在煤礦井下巷道進(jìn)行初期的挖掘時(shí)，巷道極易產(chǎn)生位移或者是變形，要求選擇支護(hù)方式時(shí)，盡量選擇初具柔性后具剛性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，以緩解出現(xiàn)的位移和變形問(wèn)題，有利于巷道空間的完整性以及光滑性，降低返修的次數(shù)和返修的任務(wù)量，后期的維護(hù)工作成本將大大降低。通過(guò)強(qiáng)化支架的強(qiáng)度和圍巖的光滑程度來(lái)加強(qiáng)雙方的協(xié)調(diào)能力，使得圍巖能夠在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)進(jìn)行變形，增強(qiáng)了巷道支護(hù)體的支護(hù)能力和支護(hù)強(qiáng)度，強(qiáng)化頂板支護(hù)的效果。

（三）加強(qiáng)新技術(shù)和新設(shè)備的應(yīng)用

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得開(kāi)發(fā)的技術(shù)和設(shè)備不斷更新，在開(kāi)采的過(guò)程當(dāng)中，主要使用了懸臂式掘進(jìn)機(jī)，單體勘探鉆機(jī)和其他供電設(shè)備，其生產(chǎn)能力較強(qiáng)，對(duì)于一般的地質(zhì)條件都較為適應(yīng)，在施工技術(shù)當(dāng)中，可以采用液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)裝載的機(jī)器，而液壓系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置了加油裝置，其穩(wěn)定性與可靠性大大提升，PLC技術(shù)作為主要的控制技術(shù)，能夠?qū)收线M(jìn)行及時(shí)的診斷和檢測(cè)，為支護(hù)工作的展開(kāi)提供了技術(shù)和設(shè)備的支持。

四、結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前形勢(shì)下做好煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)工作不僅是客觀需要，而且能夠很好地提升煤企的效益，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。同時(shí)，也能夠促進(jìn)煤礦開(kāi)采的效率和質(zhì)量，提高了安全性。所以，作為煤企相關(guān)的技術(shù)人員，一定要夯實(shí)自己的技術(shù)能力，學(xué)習(xí)先進(jìn)支護(hù)技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，為煤礦安全開(kāi)采做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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