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[摘 要]煤矿开采属于高危行业，巷道掘进工作同样风险很大。因此在工程施工时务必要采取有效的支护措施，以防止发生大面积的塌方事故。从当前情况来看，煤矿开采时，煤企对巷道掘进工作十分重视，并且把大量的顶板支护技术运用到其中，不仅使巷道掘进工作的质量大幅度提高，而且保证了巷道掘进工作的安全和稳定，效果比较明显。基于此，本文对煤矿井下巷道掘进顶板支护进行分析。
[关键词]煤矿；巷道掘进；顶板支护
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0052-01
1 煤矿井下巷道掘进支护方式
1.1 预留煤柱支护方式
该支护技术是传统的巷道顶板支护方式，应用时一般多在巷道上区段和下区段之中。其优势比较明显，操作简便，而且通过预留煤柱技术能够很好地增强巷道的排水能力以及通风能力。同时，弊端也比较突出，成本相对较高，对煤企资金会是严峻的考验。另外，一旦充当顶板支护的煤柱有损坏的情况发生，那么巷道就不安全，风险也随之上升。
1.2 矿用支护型钢方式
作为钢材四大品种之一，型钢是一种条形钢材，具备一定的尺寸和截面形状。就现在煤矿井下巷道支护而言，对不同类型的型钢采用比较广泛，依据型钢截面的形状不同进行分類，可以分为椭圆形型钢、半圆拱形型钢以及圆形型钢。即使近年来煤企对矿井环境改善十分关注和重视，但从整体研究可以得出，国内很多的小型煤矿井下环境仍没有得到优化，条件十分恶劣、艰苦。鉴于此，煤矿在使用矿用支护型钢时，一定要把控好采购质量。煤矿井下环境比较复杂，对型钢的抗压性、抗拉性以及抗剪性都有极高的要求。所以，相关工作的验收人员在检查材料型钢的支护时一定要认真、严谨，重点查看型钢的抗压性、抗拉性以及抗剪性是否符合巷道要求。
1.3 可缩性支架支护方式
对于金属支架来说，它需要在两方面负荷承载力：一方面是极限承载力；另一方面是实际承载力。所谓的极限承载力指的是巷道的可缩性支架因为其刚性而产生的最大负荷承载力。对于煤矿的巷道来说，其支架的塑性变形情况对支架的极限承载力起到了重要的决定性作用。实际承载力指的是巷道在支架的收缩过程中所表现出的负荷承载力，它主要受到连接件和巷道支架实际承载力的影响。如果煤矿的极限承载力和实际承载力没有很大的差别，那么巷道支架就会保持最好的可缩性状态。
1.4 锚杆支护
在我国，锚杆支护是煤矿巷道首选的支护方式，因为它可以有效改善煤矿巷道的布置方式，提升煤炭的产量以及经济效益，这种支护方式主要的支护结构，包括锚杆杆体、托板、锚固剂、钢带和一些网等，锚杆的主要作用在于抗剪、抗拉，而托板是围岩与锚杆尾部相互接触的主要构件，通过施加适当的扭矩给螺母，使得巷道表面的托板受到挤压，将预紧力提供给锚杆，并不断扩散到煤体之中，使得围岩的外部应力状态有所改善，有效解决裂隙张开，结构表面滑动等围岩出现的一系列问题，当围岩出现变形的状况时，托板可以将围岩变形产生的荷载传给锚杆杆体，使得锚杆的工作阻力不断加大，抑制围岩变形状况的出现，而网紧贴于巷道的表面，能够提供支护的力量，并且能够防止围岩当中的破碎岩块对巷道造成阻塞，或者是垮落的问题，为施工的展开提供更加安全可靠的环境，成本较低，因此受到了广泛欢迎。
2 煤矿巷道支护方式存在的问题和影响因素
2.1 煤矿巷道支护方式存在的问题
在开采的过程当中，由于围岩的稳定性较差，煤矿巷道的支护难度会大大增加，如果出现了过大的变形或者是位移，也就可能出现破坏巷道的现象，特别是在一些岩体较为松软的地方，如果出现这一类的问题，便无法发挥其其中的作用，经过多次返修，如仍无法满足要求，那么这一地段的开挖将会陷入瓶颈，在煤矿巷道挖掘的过程当中，围岩的岩体遇到水之后，会产生很大的膨胀力，围岩在过大的挤压力的作用下会产生变形，直接影响支护结构的稳定，在掘进过程当中，受到重力因素的影响，顶板也会出现掉落的现象，加之层理结构的发育和变化，顶部的裂缝容易增多，并且易发生开裂，甚至还会产生围岩离层，甚至发生冒顶事故。
2.2 影响因素
地质构造施工技术会影响整个开采过程的稳定与安全，在井下巷道开发的过程当中，会受到煤矿地层的发育状况的影响，褶皱构造稳定性较好的地方可以加快施工，但是一般的煤矿井下都属于复杂的地质结构，掘进的速度和质量会受到很大的影响，在褶皱断层的地质条件下，煤层的厚度也发生较大的变化，其稳定性和支护结构容易发生垮落等一系列的问题。同时施工技术也会影响到开挖的稳定性，一般采用锚喷支护的方式进行顶板支护，这种方法使安全性和工作质量得到了提升，但是如果炮眼掌握不当，或者是药量不够，也会降低锚网喷支护的质量，在一些巷道较为密集的地区，在开挖第一条巷道时，由于地面地表的岩层受到了破坏，那么其他地方也会受到影响，顶板支护的难度将会大大增加。
3 顶板控制技术措施
3.1 提升巷道掘进施工技术装备工作
1）对巷道进行顶板支护时要根据井下地质构造情况，同时也要结合巷道围岩的力学性质来采取合适的支护方式。特别是对重点工作区域的安全工作要做好，通过先进的安全技术确保重点工作区域安全。
2）施工设计要完善。避免巷道掘进顶板支护的施工设计有缺陷，最常见的就是完善和明确顶板支护的材料数量、尺寸以及支护方式等。另外，和相关掘进人员要进行技术交底工作，叮嘱好施工规范和技术标准，防止工作打折扣，使其符合煤矿巷道掘进要求。
3.2 强化支架强度
支架的承载力能够为巷道的安全开发提供更为有力的保障，在煤矿井下巷道进行初期的挖掘时，巷道极易产生位移或者是变形，要求选择支护方式时，尽量选择初具柔性后具刚性的支护结构，以缓解出现的位移和变形问题，有利于巷道空间的完整性以及光滑性，降低返修的次数和返修的任务量，后期的维护工作成本将大大降低。通过强化支架的强度和围岩的光滑程度来加强双方的协调能力，使得围岩能够在适当的范围内进行变形，增强了巷道支护体的支护能力和支护强度，强化顶板支护的效果。
3.3 选择新技术和新工艺
随着科学技术的不断发展，煤企规模也在进一步扩大，而且采煤技术也越发先进，其朝着智能化、机械化、自动化的趋势发展，以后煤矿开采技术将会越来越密集。当前，煤企必须要结合煤矿自身的情况来选择科学的支护技术，同时也要引入新技术和新工艺，对综合掘进系统的应用频率和应用规模要再次扩大，有效解决顶板支护铺设和巷道掘进难的问题。
4 结语
在煤矿开采过程中，安全生产是最重要的，需要煤矿开采企业对此高度重视。煤矿井下巷道顶板支护技术对处理采空区和采空区压力减轻都具有积极的意义，能有效减少事故的发生频率。要想让煤矿的井下巷道顶板支护技术得到提高，需要将顶板支护的承载力提高，同时将进行安全生产的教育力度增加，不断普及新工艺和新技术，促进我国经济更好更快的发展。
参考文献
[1]贺智慧.煤矿井下巷道掘进顶板支护研究[J].能源与节能，2016（10）：43-44.
[关键词]煤矿；巷道掘进；顶板支护
中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）39-0052-01
1 煤矿井下巷道掘进支护方式
1.1 预留煤柱支护方式
该支护技术是传统的巷道顶板支护方式，应用时一般多在巷道上区段和下区段之中。其优势比较明显，操作简便，而且通过预留煤柱技术能够很好地增强巷道的排水能力以及通风能力。同时，弊端也比较突出，成本相对较高，对煤企资金会是严峻的考验。另外，一旦充当顶板支护的煤柱有损坏的情况发生，那么巷道就不安全，风险也随之上升。
1.2 矿用支护型钢方式
作为钢材四大品种之一，型钢是一种条形钢材，具备一定的尺寸和截面形状。就现在煤矿井下巷道支护而言，对不同类型的型钢采用比较广泛，依据型钢截面的形状不同进行分類，可以分为椭圆形型钢、半圆拱形型钢以及圆形型钢。即使近年来煤企对矿井环境改善十分关注和重视，但从整体研究可以得出，国内很多的小型煤矿井下环境仍没有得到优化，条件十分恶劣、艰苦。鉴于此，煤矿在使用矿用支护型钢时，一定要把控好采购质量。煤矿井下环境比较复杂，对型钢的抗压性、抗拉性以及抗剪性都有极高的要求。所以，相关工作的验收人员在检查材料型钢的支护时一定要认真、严谨，重点查看型钢的抗压性、抗拉性以及抗剪性是否符合巷道要求。
1.3 可缩性支架支护方式
对于金属支架来说，它需要在两方面负荷承载力：一方面是极限承载力；另一方面是实际承载力。所谓的极限承载力指的是巷道的可缩性支架因为其刚性而产生的最大负荷承载力。对于煤矿的巷道来说，其支架的塑性变形情况对支架的极限承载力起到了重要的决定性作用。实际承载力指的是巷道在支架的收缩过程中所表现出的负荷承载力，它主要受到连接件和巷道支架实际承载力的影响。如果煤矿的极限承载力和实际承载力没有很大的差别，那么巷道支架就会保持最好的可缩性状态。
1.4 锚杆支护
在我国，锚杆支护是煤矿巷道首选的支护方式，因为它可以有效改善煤矿巷道的布置方式，提升煤炭的产量以及经济效益，这种支护方式主要的支护结构，包括锚杆杆体、托板、锚固剂、钢带和一些网等，锚杆的主要作用在于抗剪、抗拉，而托板是围岩与锚杆尾部相互接触的主要构件，通过施加适当的扭矩给螺母，使得巷道表面的托板受到挤压，将预紧力提供给锚杆，并不断扩散到煤体之中，使得围岩的外部应力状态有所改善，有效解决裂隙张开，结构表面滑动等围岩出现的一系列问题，当围岩出现变形的状况时，托板可以将围岩变形产生的荷载传给锚杆杆体，使得锚杆的工作阻力不断加大，抑制围岩变形状况的出现，而网紧贴于巷道的表面，能够提供支护的力量，并且能够防止围岩当中的破碎岩块对巷道造成阻塞，或者是垮落的问题，为施工的展开提供更加安全可靠的环境，成本较低，因此受到了广泛欢迎。
2 煤矿巷道支护方式存在的问题和影响因素
2.1 煤矿巷道支护方式存在的问题
在开采的过程当中，由于围岩的稳定性较差，煤矿巷道的支护难度会大大增加，如果出现了过大的变形或者是位移，也就可能出现破坏巷道的现象，特别是在一些岩体较为松软的地方，如果出现这一类的问题，便无法发挥其其中的作用，经过多次返修，如仍无法满足要求，那么这一地段的开挖将会陷入瓶颈，在煤矿巷道挖掘的过程当中，围岩的岩体遇到水之后，会产生很大的膨胀力，围岩在过大的挤压力的作用下会产生变形，直接影响支护结构的稳定，在掘进过程当中，受到重力因素的影响，顶板也会出现掉落的现象，加之层理结构的发育和变化，顶部的裂缝容易增多，并且易发生开裂，甚至还会产生围岩离层，甚至发生冒顶事故。
2.2 影响因素
地质构造施工技术会影响整个开采过程的稳定与安全，在井下巷道开发的过程当中，会受到煤矿地层的发育状况的影响，褶皱构造稳定性较好的地方可以加快施工，但是一般的煤矿井下都属于复杂的地质结构，掘进的速度和质量会受到很大的影响，在褶皱断层的地质条件下，煤层的厚度也发生较大的变化，其稳定性和支护结构容易发生垮落等一系列的问题。同时施工技术也会影响到开挖的稳定性，一般采用锚喷支护的方式进行顶板支护，这种方法使安全性和工作质量得到了提升，但是如果炮眼掌握不当，或者是药量不够，也会降低锚网喷支护的质量，在一些巷道较为密集的地区，在开挖第一条巷道时，由于地面地表的岩层受到了破坏，那么其他地方也会受到影响，顶板支护的难度将会大大增加。
3 顶板控制技术措施
3.1 提升巷道掘进施工技术装备工作
1）对巷道进行顶板支护时要根据井下地质构造情况，同时也要结合巷道围岩的力学性质来采取合适的支护方式。特别是对重点工作区域的安全工作要做好，通过先进的安全技术确保重点工作区域安全。
2）施工设计要完善。避免巷道掘进顶板支护的施工设计有缺陷，最常见的就是完善和明确顶板支护的材料数量、尺寸以及支护方式等。另外，和相关掘进人员要进行技术交底工作，叮嘱好施工规范和技术标准，防止工作打折扣，使其符合煤矿巷道掘进要求。
3.2 强化支架强度
支架的承载力能够为巷道的安全开发提供更为有力的保障，在煤矿井下巷道进行初期的挖掘时，巷道极易产生位移或者是变形，要求选择支护方式时，尽量选择初具柔性后具刚性的支护结构，以缓解出现的位移和变形问题，有利于巷道空间的完整性以及光滑性，降低返修的次数和返修的任务量，后期的维护工作成本将大大降低。通过强化支架的强度和围岩的光滑程度来加强双方的协调能力，使得围岩能够在适当的范围内进行变形，增强了巷道支护体的支护能力和支护强度，强化顶板支护的效果。
3.3 选择新技术和新工艺
随着科学技术的不断发展，煤企规模也在进一步扩大，而且采煤技术也越发先进，其朝着智能化、机械化、自动化的趋势发展，以后煤矿开采技术将会越来越密集。当前，煤企必须要结合煤矿自身的情况来选择科学的支护技术，同时也要引入新技术和新工艺，对综合掘进系统的应用频率和应用规模要再次扩大，有效解决顶板支护铺设和巷道掘进难的问题。
4 结语
在煤矿开采过程中，安全生产是最重要的，需要煤矿开采企业对此高度重视。煤矿井下巷道顶板支护技术对处理采空区和采空区压力减轻都具有积极的意义，能有效减少事故的发生频率。要想让煤矿的井下巷道顶板支护技术得到提高，需要将顶板支护的承载力提高，同时将进行安全生产的教育力度增加，不断普及新工艺和新技术，促进我国经济更好更快的发展。
参考文献
[1]贺智慧.煤矿井下巷道掘进顶板支护研究[J].能源与节能，2016（10）：43-44.