内蒙古科技大学 内蒙古包头 014010
摘要：采煤行业在国民经济持续增长中占据重要地位，在可持续发展背景下，采煤行业发生了不同程度的变化，逐渐朝着深井作业阶段发展。在煤矿掘进作业中，由于井下作业环境危险性较大，为了保证作业活动有序开展，加强煤矿掘进巷道支护和顶板管理，有助于提升巷道顶板承载能力，提升作业效率和质量，最大程度上规避安全事故的出现。本文就煤矿掘进巷道支护技术和顶板管理进行探究，针对其中的不足寻求改进技术和措施，以求推动采煤行业健康持续发展。
关键词：煤矿；掘进巷道；巷道支护；顶板管理
在煤矿巷道掘进过程中，为了保障作业安全性，需要借助巷道支护技术实现，并做好顶板管理工作，促使煤炭生产活动有序开展，降低煤矿开采成本的同时，带来更大的经济效益，推动煤矿企业稳健发展。传统企业的顶板支护中存在很多不足，很容易受到客观因素影响，制约煤矿开采活动安全有序进行。因此，应该选择合理的煤矿掘进巷道支护技术，加强顶板管理，营造安全作业环境，保证掘进顺利进行的同时，保障人员生命财产安全。通过煤矿掘进巷道支护和顶板管理相关内容分析，在把握影响因素的基础上，寻求合理措施改进其中的不足，可以为后续相关工作开展提供支持。
一、煤矿掘进巷道支护中存在的问题
纵观煤矿掘进巷道支护工作现状，由于作业危险性较大，围岩稳定性较差，不可避免地加剧了巷道支护难度，可能受到客观因素影响出现不同程度上位移和沉降问题，破坏巷道结构稳定性，产生严重的安全事故。对于岩体松软问题，由于支护不当，可能阻碍开挖活动顺利展开。如果围岩受到地下水侵蚀，围岩产生较大的膨胀力，受到挤压力作用下出现变形，影响到支护结构稳定性。在具体煤矿掘进巷道中，重力因素同样会影响到顶板结构稳定性，致使顶板掉落加剧裂缝问题出现，甚至出现严重的冒顶事故[1]。
而煤矿掘进巷道支护中出现安全事故的因素较为多样，受到煤矿底层发育情况影响较大，如果是褶皱构造稳定性良好，可以适当加快施工速度。但是，当前的煤矿地质结构较为复杂，对于掘进质量和效率影响较大，受到褶皱断层影响导致煤层厚度过于频繁变化，在一定程度上威胁到支护结构稳定性，产生严重的安全事故。在具体煤矿掘进巷道中，施工技术的选择对于开挖稳定性影响较大，通常是采用锚喷支护方式，尽管可以提升作业质量和效率，提升作业环境安全性，但是如果炮眼掌握不当，可能导致锚网喷支护质量下降。尤其是一些巷道密集区域，第一条巷道开挖中破坏地表岩层，影响到其他区域结构稳定性，加剧顶板支护难度。
二、煤矿掘进巷道支护方式分析
（一）锚杆支护
锚杆支护是一种较为常见的支护方式，以其独特的优势成为煤矿掘进巷道支护的首选，可以优化煤矿巷道布设，提升作业质量和效率，为巷道支护结构安全性和稳定性提供保障。就锚杆支护方式来看，其中包括托板、锚杆杆体、钢带和锚固剂等部分，其中锚杆用于抗拉和抗剪作用，托板是围岩和锚杆尾部的连接构件，为螺母施加一定的扭矩，可能导致煤矿巷道表面托板受到挤压。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆施加预紧力给锚杆，不仅可以改善围岩外部应力状态，还可以规避裂隙张开问题出现[2]。如果巷道掘进支护中发现围岩变形情况，可以将围岩变形荷载传到锚杆杆体，增加工作阻力，有效规避围岩变形问题出现，尽可能规避围岩破碎岩块堵塞巷道，营造安全的作业环境，为后续作业活动顺利展开奠定基础。
（二）可缩性支架
在煤矿掘进巷道支护中，可缩性支架同样得到了广泛应用，可能由于支架塑性变形影响到支架极限承载能力。因此，具体支护中，煤矿巷道支架紧缩过程中产生的负荷承载能力即为实际承载力，受到作业环境和构件连接带来的不良影响，导致实际承载力和理论承载力存在显著差异[3]。基于此，为了保证支架处于最佳状态，应该综合计算极限值，尽可能缩短极限值和实际承载力之间的差异，保证支架处于最佳运行状态，为后续作业活动安全有序进行提供坚实保障。
（三）矿用型钢支护
此种支护方式的应用，主要包括U型钢和工字钢两种。通常情况下，巷道主要为半圆形和椭圆形，巷道断面支护中采用矿用型钢支护方式效果良好，具有较强的抗拉、抗剪和抗压能力，并且具有较好的韧性，以其独特的优势广泛应用到煤矿掘进巷道支护中。煤矿掘进巷道过程中，作业环境相较于复杂，矿用型钢支护效果良好，会产生竖向推动力和横向负荷力，借助支护架承担。使用期间，保证横纵方向拥有足够的负载能力和截面抵抗矩。所以，应该结合实际情况，对负载力和截面抵抗矩进行综合计算分析，保证数值差异减小，全面提升支架应用能力。
三、煤矿掘进巷道顶板管理的有效措施
（一）推动技术创新和升级，提升巷道顶板承载力
为了保证煤矿掘进巷道作业活动顺利展开，在选择合理的支护技术的同时，还要进一步加强顶板管理。做好前期施工技术准备工作，整合煤矿观测获得的资料，结合地质条件和围岩特性选择合理的煤矿掘进巷道支护方式，把握施工重点和难点，如掘进工作面、冒顶处理和巷道开口等环节，在充分地质勘测基础上获取精准可靠的数据信息，编制完善的施工技术方案[4]。明确支护形式，确定材料尺寸和数量，规范化进行煤矿巷道掘进活动，各个环节得到全面控制。与此同时，施工中无论是哪一种支护方式，都要保证巷道平整度和光滑度，可以选择爆破方式进行作业，采用锚喷支护形式，保证围岩结构的稳定性。这样在降低对围岩扰动的同时，有助于提升巷道负荷承载能力，营造安全的施工环境。
（二）灵活选择新技术和设备
在煤矿掘进巷道支护中，应该注重新技术和新设备应用，不断更新升级和完善，保证作业效率。通过悬臂式掘进机和单体勘探钻机，结合地质条件进行施工，可以有效提升作业效率和质量。对于安装液压马达直接驱动装载机器，配备加油装置，并使用PLC技术进行控制，可以精准检测和诊断故障问题，为后续的巷道支护提供支持，降低人工劳动强度，提升作业效率[5]。
（三）提升支架强度
煤矿掘进巷道支护结构强度和稳定性，对于作业环境安全影响较大，这就需要在煤矿掘进巷道过程中，选择合理的支护方式，进一步提升支架强度。选择刚性良好的支护结构，尽可能规避不均匀位移和变形问题出现，保证巷道作业环境平整度和光滑度，降低作业成本的同时，便于后续维护工作开展。提升支架强度，促使围岩变形控制在合理范围内，提升支护强度，为作业安全提供坚实保障。
综上所述，在煤矿巷道掘进施工期间，作业环境很容易受到客观因素影响出现一系列问题，应该进行充分的地质勘察，选择合理的支护技术和设备，在了解煤矿作业区域地质条件的基础上，进一步加强顶板管理。通过分析影响作业效率和安全的因素，选择合理的技术和设备，提升巷道顶板承载力，为后续作业活动顺利展开奠定基础。
参考文献
[1]牛云飞.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术研究[J].机械管理开发，2019，26（02）：193-194+236.
[2]葛晓成.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术研究[J].煤，2017，26（03）：73-74.
[3]梁日军.煤矿掘进巷道顶板事故及合理防范方式研究[J].矿业装备，2018，10（01）：38-39.
[4]赵建华.煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用与分析[J].城市建设理论研究（电子版），2017，23（19）：105-106.
[5]李程.浅析煤矿巷道掘进支护技术存在问题及对策措施[J].能源技术与管理，2017，42（03）：112-113.
论文作者:张舟,赵嘉伟
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年2期
论文发表时间:2019/6/6
标签：巷道论文; 作业论文; 煤矿论文; 顶板论文; 围岩论文; 支架论文; 稳定性论文; 《建筑学研究前沿》2019年2期论文;