摘要：对于开拓掘进行业来讲，煤矿井下巷道掘进工作是一项比较复杂的系统性工作，不仅要结合地质构造来控制掘进速度还要根据现场实际条件合理选择施工工艺和先进设备，同时在地质勘察技术的配合下，才能更好的完成井下巷道掘进支护工作。在巷道快速掘进过程中，就得更好的对顶板进行支护，首先就要对顶板支护形式进行分析，对井下巷道掘进顶板支护过程中存在的问题和影响因素进行探究，从而找出相对应的技术措施。鉴于此，本文对煤矿巷道快速掘进顶板支护技术进行了分析，以供参考。
关键词：煤矿巷道；快速掘进；顶板支护技术；分析
引言
煤矿开采技术日趋成熟，但是煤矿开采仍属于高危职业，作业中存在很大风险，尤其是煤矿井下巷道掘进。只有在掘进过程中做好顶板支护工作，才能有效的防止重大坍塌事故的发生。当前阶段我国的顶板支护技术已经越来越完善，有了顶板支护技术的保驾护航，煤矿开采的安全性也有了很大的提升。
1煤矿掘进工作面顶板支护的重要性
在进行巷道掘进时，工作面前方顶板极不稳定，若不及时支护，很容易发生冒顶事故。这是由于巷道掘进破坏了岩层的原始平衡状态，在开挖区域会形成一个较大的应力释放空间，应力重新分布，导致某些区域出现了应力集中的情况。对巷道进行支护后，能提高围岩的局部稳定性，防止围岩大变形而引发冒顶事故。因此，在巷道开挖后，必须采取有效措施对开挖的空间进行支护，以减缓巷道变形，保证掘进的施工安全。
顶板支护可分为临时支护和永久支护。临时支护的作用是维持工作面短时间的稳定性（见图1a)），而永久支护是为了保证工作面的长久稳定性（见图1b)）。掘进工作面支护的重点是保证顶板的稳定性，防止出现冒顶现象。综掘巷道多采用液压支架进行临时支护，支护强度很大。在临时支护时，要选择合适的液压支架工作阻力，太大或太小都对顶板支护不利。若支架工作阻力过大，则可能会挤碎顶板，给后续支护带来极大的不便。若支架阻力过小，则巷道可能严重变形，导致巷道断面不能满足要求，需要重复施工。在进行长时间支护时，多采用锚杆加锚索联合支护的方式，在顶板比较破碎的情况下，可铺设1层金属网。
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图1顶板支护形式
很多煤矿也采用放炮的形式进行巷道掘进，这时要保证对顶板的有效管理。在放炮掘进时，要注意把握放炮时的空顶距，空顶距过大或过小对于放炮都是不利的。若空顶距过大，则可能会导致工作面顶板大面积崩塌，使得巷道成型率低；若空顶距过小，则放炮时的碎石可能会崩到液压支柱。这就要求在放炮时要时刻注意顶板岩层的状态变化，并根据实际情况选择合适的处理方式。若在放炮后工作面发生大面积冒顶，应撤出掘进巷道，在安全位置等待，待确认安全后方可进入巷道进一步施工。
2煤矿巷道快速掘进顶板支护技术分析
2.1支护型钢技术
在科学技术快速发展的背景下，逐渐出现了很多新兴材料，这些新兴材料为井下巷道支护提供了重要帮助，其中，最主要的材料就是钢材，通过这一材料的应用，进一步提升了井下巷道支护的效果。从形状的角度来说，能够将钢材分成两种类型，一种为工字钢，另一种为U型钢。在实际当中，并不是所有巷道都适合该技术，只有那些形状为圆形或椭圆形的巷道内，才会使用这一技术，通过钢材具有的高韧性，较强的抗剪能力，较大的抗压能力，对巷道提供支护。应用该支护技术后，可以有效增强井下巷道的安全性。采用该技术时，钢材的选择至关重要，若钢材质量较低，则会严重影响支护的效果，因而需要在建设支护之前，选择质量较高的钢材。
2.2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。
2.3混凝土浇筑技术
除上述几种技术之外，井下巷道顶板支护时，还可以采用混凝土浇筑技术，即根据一定的水灰配比，配制出相应的混凝土，并将其浇筑到相应的断面上，经过一段时间后，即可在断面上形成混凝土支护。对于该支护技术来说，存在很多的优点，如封闭较为快速，可以在形成断面后，立即建造出支护，降低围岩与空气接触的时间，避免围岩分化而引发的崩解；整个断面上，能够形成一个整体的支护，最大程度上分散应力，降低围岩所受的应力，避免由于应力过大而对围岩造成破坏，使想到具有更高的安全性。正是由于该技术具有上述两个方面的优势，因而也经常被应用到井下巷道支护工程当中。但该技术也存在一定的缺陷，即刚度较大，抗压、抗弯能力较低，无法马上承受外界应力。因而应用范围也具有一定局限性。
3加强顶板支护技术的措施
3.1做好施工准备工作
在施工前，施工人员一定要对岩石的地质进行分析，确定岩石的性质，根据岩石的性质确定支护方案。施工方要与地质勘测方建立合作关系，让勘测单位细致调查岩石的结构、性质和成分，并得到对岩石特性分析的报告，施工人员根据岩石调研报告，结合岩石的特性选择合适的支护技术。同时施工人员也要到现场实地勘测，获取有价值的信息，然后编写巷道掘进施工设计方案，明确支护技术和支护结构。
3.2结合围岩发挥支护作用
利用围岩和支架结合的支护技术可以将围岩的承载力充分的发挥出来。巷道掘进完毕，对巷道围岩执行锚网支护，然后观察顶板的变化情况，当围岩由于承载力过大支撑不住时，补上锚索支护，这样承载力更强大。运用这种支护方案可以充分利用围岩的承载力，又能把锚杆支护的方法发挥的淋漓尽致。
3.3建立安全施工制度
施工中，安全是一切工作顺利开展的前提，所有煤矿井下作业一定要树立安全第一的意识，在煤矿井下巷道掘进和支护过程中要制定相关的安全施工标准。同时，施工企业也要对施工人员进行安全教育，监管理人员起到监督管理的作用，确保支护技术安全的应用到巷道掘进中。另外，企业还要对施工人员的掘进顶板支护技术进行不定期的考核，设立奖惩制度，奖励成绩优异的员工，让员工在提高安全意识的同时加强对掘进中顶板支护技术的学习。
结束语
总而言之，对于井下作业来说，需要穿过一定厚度的土层，因而在实际作业当中，经常受到天气、地质结构等因素的影响，导致土层坍塌，不仅影响井下正常作业，而且还会对作业人员的生命安全带来一定隐患。所以，在井下作业之前，都会为巷道做支护，以防止土层坍塌的现象出现。因此，对井下巷道掘进顶板支护技术进行研究具有重要意义，为提升井下作业安全性奠定良好基础。
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论文作者:孙鹏
论文发表刊物:《电力设备》2020年第1期
论文发表时间:2020/4/22
标签：巷道论文; 顶板论文; 围岩论文; 井下论文; 技术论文; 煤矿论文; 工作面论文; 《电力设备》2020年第1期论文;