煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護技術(shù)探析

張楊

摘 要：在工業(yè)化持續(xù)發(fā)展的過程中，煤礦能源發(fā)揮了重要的作用，如何確保煤礦開采的安全性是困擾煤礦企業(yè)的重要問題。在分析煤礦井下巷道具體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護技術(shù)提高巷道的承載力，其主要是通過井下開拓、掘進(jìn)巷道途徑來實現(xiàn)提高巷道的抗壓能力。文章將煤礦巷道掘進(jìn)頂板支護技術(shù)分為可伸縮性支架支護、錨桿支護、礦用支護型鋼、礦用錨索支護等技術(shù)類型。

關(guān)鍵詞：井下巷道；煤礦；頂板支護技術(shù)；掘進(jìn)

安全是煤礦生產(chǎn)開采過程中的重中之重，近年來，煤礦巷道掘進(jìn)頂板支護技術(shù)的應(yīng)用，有效提高了煤礦巷道的抗壓能力及承載負(fù)荷，同時該技術(shù)還能夠降低采空區(qū)的壓力，進(jìn)而降低了事故的發(fā)生概率。下文就煤礦井下巷道掘進(jìn)支護技術(shù)的類型做了簡單分析，在煤礦開采環(huán)境越來越惡劣、開采難度不斷增加的情況下，提出了對煤礦井下巷道掘進(jìn)支護技術(shù)的管理意見，大力引進(jìn)新技術(shù)，保證煤礦開采過程的安全，進(jìn)而推動煤礦企業(yè)的健康發(fā)展。

一、煤礦井下巷道掘進(jìn)支護技術(shù)分析

（一）錨桿支護技術(shù)

錨桿是支護的一種形式構(gòu)造，錨桿支護由托板、錨桿桿體、鋼帶、網(wǎng)等部件構(gòu)成，在礦井巷道支護中發(fā)揮著抗剪與抗拉的作用。錨桿支護的原理是通過緊固螺釘將錨桿的承載壓力分散到構(gòu)件體上，以便擴散到整個巖層，提高了錨桿的承載能力，而且?guī)r層在托板的作用下變形程度減小，有效防止巖層的破裂、垮塌，確保開采人員的生命及財產(chǎn)安全。

（二）礦用支護型鋼

在惡劣的煤礦井下環(huán)境中，工作人員需要借助礦用支護型鋼對煤礦井下巷道進(jìn)行支護，此時需要保證支護型鋼良好的抗拉、抗壓、抗剪切性能。在使用煤礦井下巷道的具體過程中，一般情況下，巷道的位移較大，這是由于礦層地質(zhì)構(gòu)造及掘進(jìn)切面兩方面發(fā)生了變化，導(dǎo)致兩個方向發(fā)生位移，由此可見，該現(xiàn)狀對支架本身的承載力有較高的要求。另外，要將巷道支護滑移及定位要求考慮在內(nèi)，礦用鋼的抗彎截面模量必須滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)及要求。

（三）礦用錨索支護技術(shù)

錨索作為錨桿的一種，從加固拱理論上講，它能使直徑更大的巷道圍巖成為整體，從而增強其自身的承載能力。從懸吊理論上分析，它更適合圍巖懸吊于穩(wěn)定的老頂中，以確保巷道支護的可靠性。錨索的作用主要有兩點：第一，將錨桿支護形成的次生承載結(jié)構(gòu)與深部圍巖相連，提高次生承載結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時充分調(diào)動深部圍巖的承載能力，使更大范圍內(nèi)的巖體共同承載；第二，錨索施加較大的預(yù)緊力，可擠緊和壓密巖層中的層理、節(jié)理裂隙等不連續(xù)面，增加不連續(xù)面之間的抗剪力，進(jìn)一步提高圍巖的整體強度。

（四）伸縮性能良好的支架

金屬支架的承載能力較其他材料更強，主要體現(xiàn)在工作承載及極限承載方面。煤礦井下可縮性支架在收縮過程中表現(xiàn)出的是實際承載能力，影響其實際負(fù)載能力的主要原因有器件連接狀況、支架的整體構(gòu)造。兩種承載力中極限承載能力的剛性過程會影響煤礦伸縮性支架的可變性，所以，判斷伸縮性支架的最佳狀態(tài)，就是實際承載能力與極限承載能力的差異，當(dāng)極限承載能力高于實際承載能力時，兩者間的差異最小。

二、強化對煤礦巷道掘進(jìn)頂板支護技術(shù)的管理措施

（一）提高從業(yè)人員的素質(zhì)

煤礦開采過程中，從業(yè)人員是主體也是安全管理中的重要因素，從業(yè)人員的的綜合素質(zhì)對工作進(jìn)程的影響最大。在掘進(jìn)工程施工前，要對相關(guān)人員做好技術(shù)培訓(xùn)工作，在理論及技術(shù)知識的學(xué)習(xí)中，積累工作經(jīng)驗，理解操作行為，熟悉頂板支護技術(shù)管理常識，同時認(rèn)真學(xué)習(xí)相關(guān)的規(guī)章制度，開展崗前訓(xùn)練，組織實際演練，實行輪訓(xùn)制度，舉辦特訓(xùn)活動，增強從業(yè)人員的實際操作能力，同時加強安全教育培訓(xùn)，在進(jìn)入掘進(jìn)工程施工現(xiàn)場前，要召開安全動員大會。

（二）提高支護技術(shù)水平

煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護施工前，針對頂板支護施工，提出具體的支護方案、掘進(jìn)配套方案、巷道開工預(yù)留方案以供選擇，將煤礦巷道支護所需要的材料、材料數(shù)量以及具體的尺寸等提前計劃清楚，將支護操作規(guī)范加以明確。在遇到巷道重疊地應(yīng)力大及地質(zhì)復(fù)雜的巷道，采用錨網(wǎng)、錨索及噴漿之后再架設(shè)鋼梁棚支護。在安裝支護層的時候，將確保支護層的承載能力作為核心要求，盡可能保證架棚鋼梁與巷道頂板及巷壁之間能夠擁有較大的接觸面積，保持接觸面的平整，使支護體的支護強度達(dá)到最大值。

（三）積極引進(jìn)新技術(shù)、新工藝

隨著我國科技水平的不斷提高，自動化技術(shù)在工程建設(shè)及工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越廣泛，因此煤礦井下巷道掘進(jìn)支護技術(shù)也要有相應(yīng)的改進(jìn)，今后巷道掘進(jìn)支護技術(shù)將朝著機械化與自動化的方向發(fā)展，煤礦企業(yè)針對當(dāng)前支護技術(shù)發(fā)展的實際情況與發(fā)展趨勢，以及井下巷道掘進(jìn)頂板支護工藝鋪設(shè)的發(fā)展情況，組織工程技術(shù)人員成立頂板支護研究小組，積極吸納新技術(shù)、新工藝，進(jìn)一步擴大以綜合掘進(jìn)系統(tǒng)為代表的新設(shè)備、新工藝的應(yīng)用范圍。

三、結(jié)語

綜上所述，煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護是煤礦開采工作順利進(jìn)行的保障，在煤礦巷道中，動載荷沖擊及疲勞磨損等都是由頂板支護來承受的，為了促進(jìn)煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護技術(shù)的發(fā)展，還需進(jìn)一步提高支護技術(shù)水平，提高頂板支護的抗壓能力、承載能力，同時要對工作人員做好相應(yīng)的培訓(xùn)及安全教育工作，大力引進(jìn)先進(jìn)的支護技術(shù)，確保煤礦開采人員的人身及財產(chǎn)安全，促進(jìn)煤礦企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

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