摘要：煤矿井下巷道掘进是一项具有复杂性和系统性的施工工程，施工中不仅要使用先进的设备和合理的工艺流程，还要根据施工矿井的地质情况来选择适当的掘进顶板支护。目前，煤矿井下巷道掘进顶板支护方式中，主要考虑支护方式的稳定性与牢固性等因素。支护是用来避免基本顶岩层出现下沉与离层，确保基本顶的稳固性和整体性，在提高基本顶强度的同时，保证煤矿工人的施工安全。本文基于煤矿井下巷道掘进顶板支护技术展开论述。
关键词：煤矿井下；巷道；掘进顶板；支护技术
引言
我国有着非常大的煤炭存储规模，然而随着对煤炭不断的开采而处于匮乏的状态。此外我国煤层有着较深的深度，因此在开采上也变得越发困难。在深层煤矿开采操作的过程中，会涉及到建立井下巷道，基于提高煤炭开采工作的合理性和稳定性，需要科学的展开巷道维护工作，以此才可以提高巷道总体架构的安全性，必须重视矿井生产的安全性和可靠性，保证矿井作业人员的人身安全。这一过程中需要发挥煤矿通风系统的作用和应用优势，并利用自动化控制技术对井下环境以及空气、风量等进行自动控制。自动化控制技术的运用对于煤矿生产安全及工人的人身安全等具有极大的现实意义，还可在一定程度上降低煤矿生产事故发生的概率。
1矿井下巷道掘进顶板支护技术概述以及特点分析
矿井下巷道掘进作业是一项复杂又系统的工程，在具体施工过程中存在很多的不确定因素，比如岩体内部结构、地质环境以及岩体体质情况等，每个因素都可能影响建筑工程的施工建设。当前，我国社会经济与生产生活对矿的需求越来越多，所以矿井下巷道掘进作业不断增加，顶板支护施工技术显得越来越重要。井下巷道开掘最重要的就是做好顶板防护工程，如果没有做好这顶板防护工程，就会对井下巷道围岩造成一定影响，从而影响井下巷道掘进的施工进度和施工安全。基坑开挖是一项复杂的工程，存在很多不确定因素，并且勘查数据具有一定的离散性，勘测数据不是一成不变的，而且在勘测过程中，采用的设计方案、监测方法也是根据实际的变化而变化，直接影响着井下巷道掘进的稳定性和强度。为了实际工程施工中保证各个施工环节的顺利进行，顶板支护体系必须根据不同的施工条件与施工环境开展不同的支护方法，而且井下巷道掘进工程由于施工条件比较差，施工设备与技术落后，施工周期长等因素的影响，很容易引发安全事故。井下巷道掘进顶板支护工程与其他的工程建设不同，具有较强的综合性与复杂性，其施工周期长。在我国矿山工程项目施工实践中，会涉及到多方面的专业知识与技术，施工环境恶劣复杂，这些都增加了施工的难度与复杂度。
2目前中国对煤矿井下巷道掘进顶板进行支护的方式
2.1使用具备可缩性功能的支架进行顶板支护
目前，中国大部分工作人员进行煤矿井下巷道掘进顶板支护时，都会使用具备可缩性功能的支架对顶板进行支护。一般情况下，具备可缩性功能的支护支架都可以从两个方向伸缩。随着煤矿技术的逐步发展，具备可缩性功能的支架在井下巷道掘进顶板支护工作中有了更加广泛的应用，而且相关的调查数据显示，该支架承载负荷的能力和承受压力的能力都很强，因此在煤矿井下巷道掘进顶板支护工作中使用具备可缩性功能的支架，不仅可以在很大程度上提高整体煤矿工程施工过程中的安全性，还可以提高施工的质量和效率。
2.2应用传统的预留煤柱技术预留煤柱技术是煤矿井下巷道掘进顶板支护技术中较为传统的一种。一般情况下，进行顶板支护工作的施工人员在完成煤矿井下巷道上、下区段这两个部分的施工时，会用到较为传统的预留煤柱技术。与其他顶板支护技术相比，传统的预留煤柱技术所具有的优点是操作简单、便捷。相关的施工人员通过在顶板支护过程中应用传统的预留煤柱技术，可以在很大程度上增强煤矿井下巷道整体的通风能力和排水能力。但是与此同时，工作人员在应用传统的预留煤柱技术的过程中，会耗费较多的人力和物力资源，成本过高，这也是该项技术的缺点之一。
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2.3永久顶板支护技术顶锚杆施工（1）锚杆采用螺纹钢全长锚固树脂锚杆，规格为Φ×L=20mm×2000mm，使用1个MSCKb2360和1个MSK2380型树脂锚固剂全长锚固。（2）使用MQT系列气动锚杆钻机打顶锚杆眼，Φ28mm钻头，两侧锚杆要向两帮倾斜，角度75°，并使用角锚杆托盘，中间锚杆角度要尽可能与顶板岩面垂直。锚杆眼深为1.93m，打眼要湿式打眼并做好控制眼深的标记。（3）顶锚杆安装。锚杆安装使用锚杆钻机；装锚杆前要检查锚固剂的有效期、颜色和手感柔软程度，如发现结块、发硬、破裂、变质、过期的锚固剂，严禁使用；锚杆尾部套上搅拌连接装置，用锚杆杆体将锚固剂送入孔底，然后顺时针旋转，随搅随推进，搅拌时间为15~20s；在树脂锚固剂安装时，应匀速升起钻机，避免过早将锚固剂包装袋顶破；当锚固剂被送入孔底之后，方可开动钻机进行搅拌，搅拌时要速度均匀；等待时间5min，使用锚杆钻机或风动气扳机紧固锚杆；使用扭力扳手检查紧固力，紧固力矩不小于200N•m；锚杆螺母外露锚杆丝扣10～50mm之间。
3支护技术控制措施
3.1尽量控制流变
保持支护长期稳定在巷道挖掘的过程中，针对软岩的特性，短掘短砌，对顶板进行加固。在加固时，软岩会发生形变，对支撑造成损坏。这种加固方法使支护结构损坏后就失去其原有的功能。对于已挖掘好的巷道，要防止软岩风化、吸水形变，可采用钢筋网混凝土浇筑的方式，选择软岩允许的临时支护变形范围进行永久加固。
3.2防风干、防水浸、防震动
在巷道开掘后，软岩岩体与空气接触，容易风化，这就要求浇筑钢筋混凝土后进行密封，保持岩体的原有风貌，同时防止岩体风化、吸水变形、顶板掉落石块。在爆破开掘时，使用小炮多眼的方法将震波降到最低。
3.3推广应用新奥法施工技术
过去挖掘施工时，没有根据科学的理论并结合岩层的实际情况进行设计施工，方法落后，采用的支护方式不合理，巷道破坏严重，返修次数多，成本高。随着技术的发展，新奥法施工技术得到应用，即采用钢筋混凝土对巷道进行加固，同时使用直墙拱棚支护，大大增强了围岩稳定性。混凝土层能够有效保持岩层的原有风貌，提高岩层承载力，还能够防止围岩风化、吸水形变。钢筋混凝土具有一定的柔性，且刚性强，搭配合理的支护架，增强了岩层的稳定性和安全性。应用该技术返修次数少，节约人力和物力，保证了井底施工人员的安全，提高了企业的经济效益。
结束语
特殊地质构造是一个复杂的过程，通过在特殊地质构造中应用综采工作面快速高效平推硬过陷落柱开采技术在一定程度上会减小特殊地质构造过程中对工作面回采产生的影响，进而实现提升矿产资源整体回收率的目的，同时还能够取得更大的经济效益。
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论文作者:连国强
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/5
标签：巷道论文; 顶板论文; 井下论文; 煤矿论文; 技术论文; 锚固论文; 锚杆论文; 《电力设备》2019年第2期论文;