煤矿井下巷道掘进顶板支护技术探析

张杨

摘 要：在工业化持续发展的过程中，煤矿能源发挥了重要的作用，如何确保煤矿开采的安全性是困扰煤矿企业的重要问题。在分析煤矿井下巷道具体结构的基础上，应用煤矿井下巷道掘进顶板支护技术提高巷道的承载力，其主要是通过井下开拓、掘进巷道途径来实现提高巷道的抗压能力。文章将煤矿巷道掘进顶板支护技术分为可伸缩性支架支护、锚杆支护、矿用支护型钢、矿用锚索支护等技术类型。

关键词：井下巷道；煤矿；顶板支护技术；掘进

安全是煤矿生产开采过程中的重中之重，近年来，煤矿巷道掘进顶板支护技术的应用，有效提高了煤矿巷道的抗压能力及承载负荷，同时该技术还能够降低采空区的压力，进而降低了事故的发生概率。下文就煤矿井下巷道掘进支护技术的类型做了简单分析，在煤矿开采环境越来越恶劣、开采难度不断增加的情况下，提出了对煤矿井下巷道掘进支护技术的管理意见，大力引进新技术，保证煤矿开采过程的安全，进而推动煤矿企业的健康发展。

一、煤矿井下巷道掘进支护技术分析

（一）锚杆支护技术

锚杆是支护的一种形式构造，锚杆支护由托板、锚杆杆体、钢带、网等部件构成，在矿井巷道支护中发挥着抗剪与抗拉的作用。锚杆支护的原理是通过紧固螺釘将锚杆的承载压力分散到构件体上，以便扩散到整个岩层，提高了锚杆的承载能力，而且岩层在托板的作用下变形程度减小，有效防止岩层的破裂、垮塌，确保开采人员的生命及财产安全。

（二）矿用支护型钢

在恶劣的煤矿井下环境中，工作人员需要借助矿用支护型钢对煤矿井下巷道进行支护，此时需要保证支护型钢良好的抗拉、抗压、抗剪切性能。在使用煤矿井下巷道的具体过程中，一般情况下，巷道的位移较大，这是由于矿层地质构造及掘进切面两方面发生了变化，导致两个方向发生位移，由此可见，该现状对支架本身的承载力有较高的要求。另外，要将巷道支护滑移及定位要求考虑在内，矿用钢的抗弯截面模量必须满足相应标准及要求。

（三）矿用锚索支护技术

锚索作为锚杆的一种，从加固拱理论上讲，它能使直径更大的巷道围岩成为整体，从而增强其自身的承载能力。从悬吊理论上分析，它更适合围岩悬吊于稳定的老顶中，以确保巷道支护的可靠性。锚索的作用主要有两点：第一，将锚杆支护形成的次生承载结构与深部围岩相连，提高次生承载结构的稳定性，同时充分调动深部围岩的承载能力，使更大范围内的岩体共同承载；第二，锚索施加较大的预紧力，可挤紧和压密岩层中的层理、节理裂隙等不连续面，增加不连续面之间的抗剪力，进一步提高围岩的整体强度。

（四）伸缩性能良好的支架

金属支架的承载能力较其他材料更强，主要体现在工作承载及极限承载方面。煤矿井下可缩性支架在收缩过程中表现出的是实际承载能力，影响其实际负载能力的主要原因有器件连接状况、支架的整体构造。两种承载力中极限承载能力的刚性过程会影响煤矿伸缩性支架的可变性，所以，判断伸缩性支架的最佳状态，就是实际承载能力与极限承载能力的差异，当极限承载能力高于实际承载能力时，两者间的差异最小。

二、强化对煤矿巷道掘进顶板支护技术的管理措施

（一）提高从业人员的素质

煤矿开采过程中，从业人员是主体也是安全管理中的重要因素，从业人员的的综合素质对工作进程的影响最大。在掘进工程施工前，要对相关人员做好技术培训工作，在理论及技术知识的学习中，积累工作经验，理解操作行为，熟悉顶板支护技术管理常识，同时认真学习相关的规章制度，开展岗前训练，组织实际演练，实行轮训制度，举办特训活动，增强从业人员的实际操作能力，同时加强安全教育培训，在进入掘进工程施工现场前，要召开安全动员大会。

（二）提高支护技术水平

煤矿井下巷道掘进顶板支护施工前，针对顶板支护施工，提出具体的支护方案、掘进配套方案、巷道开工预留方案以供选择，将煤矿巷道支护所需要的材料、材料数量以及具体的尺寸等提前计划清楚，将支护操作规范加以明确。在遇到巷道重叠地应力大及地质复杂的巷道，采用锚网、锚索及喷浆之后再架设钢梁棚支护。在安装支护层的时候，将确保支护层的承载能力作为核心要求，尽可能保证架棚钢梁与巷道顶板及巷壁之间能够拥有较大的接触面积，保持接触面的平整，使支护体的支护强度达到最大值。

（三）积极引进新技术、新工艺

随着我国科技水平的不断提高，自动化技术在工程建设及工业生产中的应用越来越广泛，因此煤矿井下巷道掘进支护技术也要有相应的改进，今后巷道掘进支护技术将朝着机械化与自动化的方向发展，煤矿企业针对当前支护技术发展的实际情况与发展趋势，以及井下巷道掘进顶板支护工艺铺设的发展情况，组织工程技术人员成立顶板支护研究小组，积极吸纳新技术、新工艺，进一步扩大以综合掘进系统为代表的新设备、新工艺的应用范围。

三、结语

综上所述，煤矿井下巷道掘进顶板支护是煤矿开采工作顺利进行的保障，在煤矿巷道中，动载荷冲击及疲劳磨损等都是由顶板支护来承受的，为了促进煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的发展，还需进一步提高支护技术水平，提高顶板支护的抗压能力、承载能力，同时要对工作人员做好相应的培训及安全教育工作，大力引进先进的支护技术，确保煤矿开采人员的人身及财产安全，促进煤矿企业可持续发展。

参考文献：

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