煤矿巷道快速掘进顶板支护技术的分析

煤矿巷道快速掘进顶板支护技术的分析

李志伟

山西兰花集团东峰煤矿有限公司 山西晋城 048000

摘 要：煤矿巷道掘进工作是一项较为复杂的系统性工作，不仅要结合地质构造控制掘进速度，而且要根据现场实际情况合理选择施工工艺和先进设备，同时，配合地质调查技术，在施工过程中，充分发挥地质勘探技术的作用以更好地完成地下巷道掘进支护工作。本文分析了煤矿快速掘进巷道的支护方法，提出了改进煤矿巷道支护技术的措施。

关键词：煤矿巷道；快速掘进；顶板支护

随着煤矿开采技术的发展，工作推进速度越来越快，需要准备大量的工作面。巷道掘进影响了工作面准备工作，难以加快掘进速度，导致大多数矿井采掘接替紧张。解决快速掘进问题有助于提高矿井产量，但实际上存在着巨大的困难。现阶段，虽然很多矿井巷道掘进都采用了综采掘进机，掘进速度很快，但由于巷道支护速度慢，不得不降低掘进速度。因此，支护技术已成为制约巷道快速掘进的关键因素。研究煤矿快速掘进巷道及支护技术具有重要的现实意义。

一、煤矿快速掘进巷道掘进的支护方法

1.1 锚喷式支护

可缩性的支架是由一种较为特殊的金属制造而成，它的荷载能力受到很多方面的因素影响，像连接件的工作状态，支架的整体构造状况都会对其产生一定的影响。值得一提的是，这种支架所能够承受的力度是在研发时测量出来的定量，因此，在使用这种支架时就要精确无误的判断他所承受的范围，注意此支架可能出现变形的问题。一般情况可缩性支架的极限承受能力要超出它实际的承受能力，此种极限极可能会有一定的安全隐患，所以技术人员在使用这种支架时，要时刻注意它的情况，最好不超出其实际的承受能力。

1.2 使用预留柱来进行支护

使用预留柱来支护可以说是一种比较传统的支护方式了，在实践操作上有一定的经验。预留柱支护就是在一个区间内，在其上下区段之间会留有一定的宽度空隙，这种方式就有效错开了整个面积带来的压力，在一定程度上可以减少压力带来的荷载。

1.3 锚杆支护

锚杆支护属于一种形式构造的方式，主要有锚杆体、钢带、托盘和网几种构件组成，作为一种经常用到的支护技术，在煤矿巷道支护方面起到抗拉和抗剪的功能，在巷道表面受到压力和巷道岩体接触时，金属托盘可以预防围岩脱离层面的问题，并且可以很好的控制围岩节理裂缝舒张和结构面的滑动现象。支护面紧贴巷道的表面，该技术的使用不仅能够改善巷到的结构，同时还能够达到提高煤炭效益以及产量的效果，可以有效的防止围岩中落石的散落，锚杆支护适应于煤矿快速掘进施工，经济、快捷、操作简单，严格监督管理，禁止工作量打折扣，避免出现安全事故。锚杆支护方式相对比较简单，而且支护刚度高，提高了支护效率。现在使用的锚杆多是树脂锚杆，锚杆的杆体是螺纹钢，锚固剂是树脂。在进行支护时，通过锚杆机转动锚杆使锚固剂发生作用对围岩进行加固。由于采用的是树脂，具有很强的黏接作

二、影响快速掘进中顶板支护稳定性的因素

2.1 施工巷道地理位置

地质条件是对巷道稳定性造成影响的重要决定原因之一，可能会造成巷道支护工作造成施工难度。围岩是巷道快速掘进的重要影响因素，它的存在能够对巷道起到很好的支护作用，可能会在巷道快速掘进过程中，因施工强度不断增大会造成其位移，并可能会巷道整体位置的形状标准的改变和偏移，对施工安全造成威胁。若加上巷道所处位置与水源的位置相距较近，极可能会造成巷道的疏松和变软，并对掘进巷道的稳定性可能产生极大影响，且会造成开拓巷道的塌陷。巷道快速掘进工作中许多机械设备，工作时产生的震动、压力等都可能影响巷道的支护状况，造成整个施工地点的安全威胁问题。

2.2 影响因素分析

一是井下地质构造因素。在井下巷道施工过程中，对于巷道顶板支护产生影响的因素较多，因此在一些地质及基础条件相对比较好的地段，是可以加快掘进的速度，而对于一些比较复杂的多变地段地质条件，煤岩层的稳定性差，对掘进的速度和施工质量带来多变的影响，顶板也极易发生碎裂，从而会导致顶板坍塌冒落事故发生；二是掘进工艺因素。目前在煤矿巷道掘进施工中，主要采用的是钻爆法，无论是在钻爆还是在基本施工过程中，都会有很多的不可控因素对施工质量产生影响，而一些施工工序的顺序和工艺也是影响支护安全的重要因素，很多时候这些也会对支护施工带来一定的阻碍，并对巷道安全产生威胁，因此必须加强控制。

三、提高煤矿巷道支护技术的措施

3.1 快速掘进前期筹划、准备工作的管理

提高巷道快速掘进水平前期筹划、准备工作尤为重要。①在巷道进行顶板支护的时候，要根据井下地质构造情况结合巷道围岩的力学性质来采取合适的支护方式。特别在重点工作区域的安全防护工作要做细，通过先进的安全监测技术确保整体工作区域安全。②设计施工技术要完善。避免快速掘进时顶板支护的施设计有缺陷，完善和明确顶板支护的材料数量、尺寸以及支护方式等和相关掘进人员要进行技术交底工作，叮嘱好施工人员规范和技术标准，监督工作过程中不打折扣，确保符合煤矿巷道掘进要求。

3.2 支护施工过程的管控

要加强顶板管理，煤矿井下巷道快速掘进作业中，顶板的支护施工极容易受外界因素影响而出现坍塌冒顶问题，需要严格的管理措施加强安全方面的技术监督管理。①安全监督管理机制要建立健全，为支护过程的安全与效率提供制度保障。质量监督检查机制是不可缺少的重要内容，参加施工人员须严格遵循各项制度进行工作，确保及时发现问题及时处理，保证支护施工中不存在任何安全隐患。②根据综合地质条件考虑多项因素，选择合理的支护工艺技术优化支护效果。③加强施工人员培训经验交流，施工人员的专业操作能力、综合素质和专业知识水平对施工质量有较大影响，要培养一支操作水平高、技术素质好的施工队伍，强化施工人员的安全行为意识，提高业务操作技术水平，从而提高顶板支护速度和质量的能力。

3.3 掘进巷道的观测及数据收集的应用

加强巷道顶板、巷帮的观测，在巷道后路设置观测点收集巷道变形量相关数据，将数据与巷道岩性及支护参数进行整体分析对比，找出巷道支护的薄弱点进行完善，同时也可以作为其他巷道掘进时的参考数据，为以后的巷道掘进积累更多了数据基础。

3.4预留煤柱

预留煤柱工艺技术是一种巷道支护非常重要又传统的形式，耗费往往比较大，在巷道的上区属运输平巷下区属回风巷时，可以预先在上、下区段都留出一定较宽度的煤柱，做到确保回风平巷能够具备躲避支撑压力的峰值区域。预留煤柱的支护工艺形式相对比较简单，能利于通风排水，缺点是该支护技术的耗费能力比较大，煤柱损失过大会增加了巷道的维护难度。若煤柱的支撑压力输送到煤柱底部，肯定影响到临近巷道安全的稳定，并且还会对临近煤层开采安全造成一定的威胁，有可能产生冲击地压的安全隐患，为了保障掘进施工安全，尽量消除煤层冲击隐患，合理控制预留煤柱的宽度，加强煤柱设置管理。

结 语：

总而言之，为了减少顶板事故等各类安全事故，相关的煤矿作业人员需在巷道快速掘进的过程中，结合煤矿巷道的实际情况，科学进行顶板支护的设计，保障顶板支护技术应用的效果。

参考文献：

[1] 许忠 . 煤矿巷道快速掘进及高效支护技术标准的探讨 [J].中国石油和化工标准与质量 ,2019,39(15):9-10.

[2] 王中财 , 曲延伦 . 厚煤层大断面煤巷快速掘进与支护技术研究 [J]. 中国煤炭 ,2019,045(006):35-3