摘要：煤矿巷道顶板事故是煤矿事故中常见的事故，其发生频率为33%以上。在当前环境和煤炭产能过剩的情况下，煤炭价格持续低迷，煤矿巷道顶板支护的可靠性和运行速度、成本直接决定了煤炭企业的安全生产和经济效益。因此，深入研究煤矿井下巷道掘进顶板支护的施工和技术支持具有重要意义。
关键词：煤矿；井下巷道；掘进；顶板支护
1 前言
随着煤矿企业的不断发展，煤矿井下巷道掘进顶板支护问题越来越受到国家和煤矿企业的重视。井下巷道掘进工作不仅需要运用科学合理的施工技术和施工设备，而且需要根据矿区的实际情况，科学有效地控制工程掘进进度，因此，本文分析了煤矿企业现阶段常用的巷道支护方法，提出了有效开展煤矿井下巷道掘进顶板支护工作的措施，希望能有助于煤矿企业开展巷道掘进工作。
2 煤矿井下巷道掘进的支护形式
2.1矿用支护型钢
矿用支护型钢大多用于椭圆形、半圆拱形、圆形巷道，常见的矿用支护型钢有工字型和U型两种。煤矿井下环境比较恶劣，为了保证支护结构的安全可靠，支护型钢必须具有良好的抗压、抗拉及抗剪切性能，在煤矿井下巷道中，顶板支架还需要承担纵向及横向两个方向的力与荷载，为了保证支架的安全，支护型钢在横纵两向都应具有良好的载荷能力。抗弯截面模量会影响支护型钢断面的几何参数，应该与巷道支架的载荷能力尽可能接近。支架的可伸缩性会受到支护型钢的几何形状的影响，因此，支护型钢在滑移及锁紧时需要考虑接触面面积及滑移平稳性，为了充分发挥支护型钢的作用，它的受力状态应保持最佳。
2.2可缩性支架
通常金属支架的承载负荷能力是指实际承载能力与极限承载能力两个方面。煤矿的可缩性支架在收缩过程中反映出来的承载能力指的就是实际承载能力，而实际承载能力受到连接件与支架的工作状况的影响。煤矿的可缩性支架在刚性过程中反映出来的最大承载能力指的就是极限承载能力，而极限承载能力是否达标取决于是否会出现塑性变形。通常情况下，当极限承载能力高于实际承载能力，此时，可缩性支架最良好的状态就是实际承载能力和极限承载能力相差不大。
2.3预留煤柱
所谓预留煤柱是指一种传统的巷道支护形式。因为巷道的上区段是运输平巷，下区段是回风平巷，因此在上区段和下区段之间预先留出一定宽度的煤柱，让回风平巷躲开支撑压力的峰值区域。通常预留煤柱支护技术十分简便，同时还有利于通风与排水。然而预留煤柱支护也存在一定的不足，由于预留煤柱支护的支护费十分高，当煤柱的损失较大时，这时巷道的维护十分困难。倘若煤柱的支撑压力输送到底部时，就会对临近巷道的稳定及其临近煤层的开采产生一定的不利影响，同时也会成为冲击地压的安全潜在隐患。
2.4通过锚杆支护的形式
这样的形式作为最普遍的煤矿巷道顶板支护方法，透过锚杆支护能够较大程度的确保巷道总体的承载能力，确保巷道总体安全，并且能够更加快捷的设置运输巷道层。常见的锚杆支护需要使用锚杆体、加固凝剂、托板、钢带及保护网，将螺钉紧固，把锚杆承载压力分摊在构建体全身，从而扩散到所有岩层，提高锚杆的承载力，由于托板的影响，可以让岩层的变形最小，实现预防岩层破裂坍塌的作用。
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3 煤矿井下巷道掘进顶板支护控制技术管理的措施
3.1做好技术准备，提高巷道顶板承载能力
做好施工前期的技术准备一方面是为了确保施工能力顺利进行加快施工进度;另一方面是为了避免由于设备和技术选择失误而给施工质量带来的影响"通常情况下施工前期的技术准备应该做好4个方面的工作"首先要根据矿井的实际情况对支护形式和材料规格进行科学合理的选择使其能够充分满足井下巷道掘进工作的需求;其次,要对掘进的施工设计进行审查,一旦发现不符合要求的地方,应该及时向上级部门反映"同时在没有设计的情况下坚决不能开展施工作业;再次对相关的作业规程进行进一步审查核实,确保规程中对临时支护形式，材料规格以及支设方式等都有明确规定,以便施工人员在施工过程中进行参考;最后,要在掘进队配备技术人员的同时建立相关的技术档案。
3.2强化安全制度，提高职工的安全意识
在企业安全管理过程中，为了能够将责任明确，应该将企业各个部门的安全生产工作和安全生产目标责任交给企业各个部门的安全第一责任人皮全第一责任人必须要对企业员工的人身安全，集体安全以及社会安全高度负责" 广大职工要形成下级对上级逐级负责制健立科学合理的安全体系，只有这样才能使企业安全生产管理工作有条不紊地实施，从而对生产过程中潜在的事故进行有效防范"除此之外还要对全体职工定期开展安全教育培训，譬如说每日一题!每周一案等活动，让职工提高对安全生产的重视程度，从而在实际施工的过程中认真贯彻井下巷道掘进工作的作业规程，确保企业的安全生产。
3.3强化对掘进工艺以及设施的投放力度
使用先进的巷道掘进施工技术。面对地质构造同基础条件相对较好的煤矿巷道施工来讲，能够选择总机构造紧凑、中心相对过低、机身过矮、破岩能力过大的巷道综合机械化掘进施工技术。此掘进施工技术主要通过悬臂式掘进机、单体锚杆钻机和供电设施等结合而成，生产能力较强，且对各类地质环境都非常适应。而对大断面的煤层来讲，可以选用连续采煤机掘进施工技术。在多巷快捷煤矿掘进施工和矩形断面双巷掘进施工里，此掘进施工技术的应用相对广泛。
提高对掘进施工设施的投入。尽可能使用锚索和锚网等可缩性支架进行支护，并通过机械化方式操作。并且，在小断面煤矿巷道的掘进施工里，可以采用凿岩台车，让钻孔开孔、换钎返钎、定位等可以实现自动化。对于大断面煤矿巷道掘进施工来讲，可以提高综掘机、TBM掘进机、盾构机的使用，从而提高掘进速度以及施工质量，来进行一次成巷。
4 结束语
矿井的巷道掘进是矿井作业的重要内容也是首要内容，顶板支护又是保证巷道掘进的重要支护，因此对于煤矿井下巷道掘进顶板支护进行研究和分析具有重要的现实意义。在巷道掘进的基本过程中，要严格按基本的施工流程进行施工，严格遵守各项质量安全制度和支护施工制度，对于施工工艺和循环作业流程进行科学管理，对于施工过程中的各项问题要能够及时上报并第一时间进行处理，通过各种防护措施来保证矿井作业的安全性。
参考文献
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论文作者:颜雷
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第15期
论文发表时间:2019/9/19
标签：巷道论文; 顶板论文; 煤矿论文; 井下论文; 能力论文; 支架论文; 型钢论文; 《工程管理前沿》2019年第15期论文;