摘要：煤矿井下巷道掘进工作涉及多项技术内容，具有较高的难度。巷道掘进工作需要选择先进的施工工艺以及施工设备，应依据矿井的实际生产状况来妥善设计巷道掘进的速度。在煤矿井下巷道掘进工作中，顶板支护技术发挥了不可或缺的作用，完善的顶板支护技术有利于提升巷道掘进工作的质量、保障矿工的生命财产安全。文章主要研究了煤矿井下巷道掘进顶板支护技术。
关键词：煤矿；掘进；支护技术
引言
随着煤矿开采深度、开采强度的提升，地质条件变得越来越复杂，加之高地应力的影响，使得巷道支护异常困难。本研究对煤矿井下支护技术原理进行分析，并结合某矿实例，对井下掘进巷道支护工艺进行分析。
1煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的内容及形式
煤矿井下巷道掘进顶板支护技术是根据煤矿具体结构，采取一种井下开拓、掘进巷道的有利途径，能够顺利进行一系列掘进顶板支护技术管理工作。根据实际操作技术需求，可以将顶板支护技术分为以下几种形式：矿用支护型钢、可缩性支架支护、预留煤柱支护、锚杆支护等。
1.1矿用支护型钢
型钢是钢材四大品种之一，是一种具有一定尺寸与截面形状的条形钢材。当前，煤矿井下巷道支护工作采用了多种类型的型钢。按照截面形状的不同，可以将支护工作所用的型钢分为圆形型钢、半圆拱形型钢以及椭圆形型钢。虽然近年来煤矿企业加大了对矿井环境优化工作的重视程度，但是总体上看，国内煤矿尤其是小型煤矿的井下环境依然恶劣，因此，煤矿需要采购质量上等的矿用支护型钢。恶劣的井下环境对型钢的抗剪切、抗拉以及抗压性能的要求较高，为此，验收人员在检查材料型钢质量的过程中必须要确认型钢的抗剪切、抗压以及抗拉性能是否满足巷道支护的要求。载荷能力也是型钢的重要性能，由于顶板支架在支护过程中需要承载源自多个方向的负荷，所以还需要确保支护型钢具有较强的载荷能力。
1.2可缩性支架支护
可缩性支护结构主要通过提供力的支持保障巷道结构的安全和稳定，主要分为实际承载力和极限承载力。实际承载力是指在正常使用状况下，可缩性支架通过结构的力转移提供的支撑力，通过巷道支架的链接状况和支架的结构体现出来。而极限承载力是指伸缩性结构在受力大于正常值时产生的支持力，是一种极限情况下的受力表现，通过自身材料的稳定性和弹性体现。
1.3预留煤柱支护
预留煤柱是最传统的巷道顶板支护技术。预留煤柱技术通常被应用在巷道的下区段以及上区段之中。操作简便性较强是传统的巷道顶板支护技术的优势，在应用预留煤柱技术后，巷道的通风与排水能力将得到显著的增强。预留煤柱技术也存在较大的缺陷，该技术的应用成本较高。此外，如果用于顶板支护的煤柱发生损坏，则巷道的安全风险将上升。在采煤工作中，如果煤柱所承受的压力传送至煤柱底部，则相邻的巷道可能受到负面影响，为井下采煤工作埋下巨大的安全隐患。
1.4锚杆支护
锚杆支护锚杆支护主要由锚杆托板、锚杆杆体和网组成，其中托板是与围岩直接接触的部分，能够为支护设备提供一定的预紧力，并为围岩周围的结构进行一定的受力安全预警。托板还能为周围的岩体提供一定的支撑，防止巷道结构变形造成的安全问题。而锚杆主要提供整个结构的支撑力，是结构的重要组成部分。网主要是为围岩中的细小结构提供支持，防止碎石的脱落。
2影响煤矿巷道掘进顶板支护稳定性的因素
2.1煤矿巷道的地理位置
地理位置是对巷道稳定性造成影响的重要原因，也会给巷道支护工作造成施工难度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆围岩是巷道掘进中的重要影响因素，围岩的存在能够对巷道起到一定的支护作用，但在巷道掘进过程中施工强度不断增大可能造成围岩的位移，并造成巷道整体位置的偏移和形状标准的改变，对巷道施工中的工人安全造成一定的威胁。此外，如果巷道所处位置与水源的位置相距较近，可能会造成土壤的疏松和变软，并对巷道的稳定性产生影响。水源进入巷道的土壤中会对巷道中的受力状况造成影响，可能造成巷道的塌陷。巷道掘进工作中需要用到许多机械设备，机械产生的震动和压力等都可能影响巷道的使用状况，造成巷道的安全问题。
2.2支护技术的缺陷
根据多次实地操作，不稳定的围岩构造会增加煤矿井下掘进难度，为生产施工留下安全隐患，比如形体改变、位置移动，如果这种现象发生在事故频发的围岩松软地段，即使多次修复，巷道支护也无法改变巷道被严重破坏的局面。相对恶劣的地质因素影响矿井巷道掘进过程，在施工过程中随时会出现碎石散落问题，极易损坏巷道支护结构。岩体层理和节理发育，会使巷道顶板裂缝逐渐张开，更严重的会造成岩体脱离层面现象，极易发生煤矿冒顶事故。
3提升巷道顶板支护技术的应用效果
3.1提高支护工具的质量，完善支护技术
煤矿企业在进行巷道掘进工作时，一方面要确保掘进的进度，还要保证施工的安全。因此，煤炭企业要提升使用设备的质量，并加大对设备的投入，增加设备维护的频率，延长设备的使用期限。井下巷道支护设备主要对施工中的巷道进行稳固，确保巷道施工环境的相对稳定，防止塌陷现象的发生。因此，支护设备的稳定性和抗压性是衡量支护设备的重要标准。企业在选择购买巷道支护设备时，要严格按照施工的标准和相关的安全制度选择高质量的支护工具，对支护材料的规格、大小、数量等进行反复的核查，确保巷道的使用状况达到施工的标准。
3.2提高安全意识，提高巷道掘进施工质量
煤炭企业要加强对巷道掘进工作的安全管形成相应的安全标准和施工操作规范。首先，要加强员工的安全意识，形成自上而下的安全管理标准，强化安全管理工作，要求管理人员进行安全监督，并强化安全意识的宣传工作。巷道掘进支护工作是保障巷道掘进工作安全的重要方面，在此基础上，煤矿企业要建立一套完善的考核标准，对工作人员的巷道掘进顶板支护技术进行考核，在建立考核体系时，将考核的结果与员工的绩效奖励体系相联系，强化员工的重视程度，使员工自觉增强相应的技术技能。此外，企业还要建立相应的操作标准，在对员工的顶板支护工作进行实测后，形成施工的标准制度。
3.3普及新工艺与新技术
目前的采煤技术正朝着自动化、机械化与智能化的方向快速地发展，未来煤矿采煤工作的技术密集性特征将愈发明显。现代煤矿企业必须要结合巷道支护技术的实际发展状况与未来的发展趋势来引进新工艺与新技术，进一步扩大综合掘进系统等新型掘进系统的应用规模与频率。如果掘进巷道存在大断面层，则施工人员可以在巷道掘进工作中应用连续掘进技术，如此能够较为有效地降低顶板支护铺设与巷道掘进的难度。
3.4提升人员综合素质
工作人员的行为直接影响工作进程，在实施掘进工程前，要对相关人员进行安全教育培训，在学习中，积累工作经验，理解操作行为，企业要严格审核其所学内容，使其在工作中时刻保持严谨态度。工人应认真学习工程规章，熟悉顶板支护技术管理常识，严格履行规章制度，整体提升综合素质。在工作中，要积极调动工人主动性，实施开展岗前训练，组织实际演练，实行轮训制度，举办特训活动，增强工人实际操作能力。
结语
顶板支护技术在煤矿井下巷道掘进施工中具有重要的作用，顶板支护的稳定性能够影响井下巷道的安全性能，并进而影响井下工作人员的安全，影响企业的施工效率和施工质量。在进行煤矿井下巷道掘进顶板支护工作时，煤矿企业要建立相应的施工标准，并在进一步提高施工技术的同时提高施工质量。
参考文献：
［1］鄢耀．煤矿井下巷道掘进顶板支护研究［J］．河南科技，2016(12):35-37．
［2］李超．略论煤矿井下巷道掘进衔接工作的开展［J］．科技风，2015(4):132-134．
论文作者:姜兴毅,袁风超
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第14期
论文发表时间:2017/10/13
标签：巷道论文; 顶板论文; 井下论文; 煤矿论文; 型钢论文; 技术论文; 工作论文; 《建筑学研究前沿》2017年第14期论文;