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煤矿井下巷道掘进顶板支护技术浅析 【作者简介】薛坤（1987.07-），男，河南沈丘人，本科学历，毕业于河南理工大学，助理工程师。 【摘 要】叙述了煤矿井下掘进巷道的支护形式及煤矿井卜巷道掘进顶板支护的影响因素，分析了加强巷道掘进工作面顶板支护控制的具体技术措施。 【关键词】煤矿；井下巷道掘进；顶板支护；技术 一、煤矿井下巷道掘进的支护形式 我国煤矿生产中常见的巷道掘进支护形式有矿用支护型钢、可缩性支架及预留煤柱三种。 （一）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。 （二）可缩性支架 可缩性支架是煤矿井下顶板支护过程中常见的一种支护形式，具有双向可缩性，一般情况下，在巷道断面积小于8m2、巷道类型为III类或者IV类时会使用这种支护形式。可缩性支架的承压能力较强，它的载荷能力指的是极限承载能力和实际承载能力，支架在收缩的在过程中，它的实际承载能力会影响支架与连接架的工作?羁觥? （三）预留煤柱 预留煤柱是最传统的巷道顶板支护技术，实际的掘进过程中，巷道分为上区段和下区段两部分，运输平巷指的是上区段，回风平巷则指的是下区段，在巷道顶板支护时一般将上区段与下区段之间的一定宽度的煤柱预留下来，作为支架，以保护巷道的安全。预留煤柱技术操作时比较简单，采用这种技术进行巷道顶板支护更有利于巷道的排水与通风工作。但是，这种技术耗费的资金较多，且煤矿掘进过程中，如果煤柱损失，可能会影响到巷道的正常维护工作，如果采煤过程中，煤柱承受的支撑压力传送到底部，很有可能会影响到相邻巷道，这对于井下采煤工作的安全十分不利。 二、煤矿井下掘进顶板支护时存在的问题 随着采煤工作的不断推进，矿山本身承受的压力在不断重新分布，这些压力会传递到巷道的顶板及煤壁上，在压力的作用下，周围的岩石可能会发生一定变形，围岩的稳定性对于煤矿巷道的顶板支护工作影响较大，围岩的变形量过大会导致煤矿内部垮落等不良现象，如果巷道的岩体比较松软，很有可能会出现多次支护依旧难以维持巷道安全稳定的情况，严重影响采煤工作的正常开展。另外，地下水浸入围岩之后，围岩可能会产生较大的膨胀力，挤压作用下，围岩也会出现变形现象进而影响到巷道支护结构的稳定性。 三、影响支护稳定性的因素 1.煤矿井下的地质环境。煤矿的节理、层理发育情况，巷道围岩的硬度、褶曲的构造等因素都会影响到顶板支护的稳定性。煤矿的地质条件较好时，巷道内支架的数量可以相对减少，采煤工作速度自然会加快，但如果地质条件比较复杂，井下施工人员必须降低煤炭采掘的速度，加强对顶板支架的设置管理，以保证井下安全。但大多数煤矿井下环境都比较复杂，因此，煤矿井下顶板事故频发，资料显示，每年顶板事故数量占矿井事故总量的75%左右，严重影响了煤矿的安全生产。 2.施工工艺。钻爆法掘进是煤矿井下巷道掘进的主要方式之一，顶板支护时以锚喷支护相配合，相对于传统的砌喧支护技术，这种方法的掘进速度及巷道的稳定性都得到了一定提高，但在实际的施工过程中，锚网喷支护的质量会受到炮眼位置、火药装填数量的影响，如果施工人员计算不当，很容易造成井下事故，此外，部分煤矿在采煤过程中巷道分布比较密集，相邻巷道同时施工时很容易影响到岩体的应力平衡，导致工作面的应力叠加，会为顶板支护工作带来很大的困难。 四、解决支护存在问题的技术措施 煤矿井下巷道掘进的顶板支护工作关系着采煤工人的生命财产安全，因此，煤矿企业必须加强支护管理，提高巷道顶板支护工作的质量。 1.提升支护技术，确保顶板支护的承载能力。正式施工之前，相关管理人员必须对煤矿井下的地质条件进行现场勘查，结合企业的实际情况制定科学合理的施工方案，施工方案制定时必须考虑到支护材料的规格、尺寸、数量等等，为了保证支护质量，还应该明确支护操作方案，实际施工时，现场工作人员必须严格按照施工要求进行操作。安装支护时，必须确保顶板支护的承载能力能够满足施工需求，因此，应尽可能增加支护模块间的接触面积，将最好支护体固定在稳定性较高的岩层之上。 2.加强煤矿井下掘进支护施工的安全质量监督管理工作。采煤工作的首要原则即安全生产。因此，煤矿企业必须加强质量安全管理监督。在井下巷道掘进顶板支护技术的选择时，综合考虑地质、人员等多方面因素。明确顶板支护的操作规范，制定一定的质量监督检查制度，施工过程严格按照相关安全规定执行，保证采煤过程中巷道状态良好，满足采掘要求。员工的操作技能培训及安全生产教育，提高企业员工的技术水平及安全意识，尽可能避免因人为失误造成的安全事故。 3.采用新技术、新工艺。采煤技术与采煤方法的选择影响着煤矿企业的安全及稳定运营，随着科学技术的不断发展，未来的采煤技术必然会向着智能化、自动化的方向发展，因此煤矿企业应结合生产实际积极地引用新的技术工艺，提高采煤工作的效率，促进煤矿企业的安全生产。比如，综采液压支架是一种性能良好，安全实用的顶板支护方法，煤矿企业可以进一步扩大这种技术的使用范围。 五、结语 较为落后的采掘方式和采煤工艺，在一定程度上限制了顶板支护技术的改善和发展。在整个煤矿井下巷道掘进工程中，巷道顶板支护是十分关键的环节，相关部门和技术人员必须给予高度重视，选择合理的支护形式，做好