煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)探究

童輝　胡永

摘 要：煤礦企業(yè)作為資源型企業(yè)，需要將地下煤炭資源開采出來，所以在煤礦企業(yè)中，井下作業(yè)作為其工作的重點內(nèi)容，在井下作業(yè)過程中需要做好煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)施工工作，提升井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)的效果，確保井下作業(yè)的安全。文中從煤層巷道施工的特點入手，對影響煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)的因素及掘進(jìn)施工組織及實施進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對防治頂板事故的應(yīng)對措施進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：煤礦；井下巷道；施工；掘進(jìn)；頂板支護(hù)

1 煤層巷道施工的特點

（1）煤層巷道其掘進(jìn)其是沿著煤層或是煤層附近的巖層內(nèi)進(jìn)行的，在掘進(jìn)過程中不可避免的會受到瓦斯的威脅，所以在煤層巷道掘進(jìn)過程中需要做好事故的預(yù)防工作，加強對瓦斯的檢查，及時采取相應(yīng)的措施，同時還要注意探水，避免在煤層淺部老窖及采空區(qū)存在積水災(zāi)害，從而確保巷道掘進(jìn)過程中的安全性。

（2）在煤層巷道掘進(jìn)過程中，通常會采用掘進(jìn)機進(jìn)行，而且煤層和巖層相對強度較小，所以掘進(jìn)較為容易，但存在著穩(wěn)定性差的問題，而且煤層巷道受到采場動壓的影響，需要做好頂板支護(hù)，根據(jù)巷道服務(wù)年限及地壓來科學(xué)進(jìn)行支護(hù)方式的選擇。

（3）由于煤層具有褶皺起伏，同時還存在著各種斷層，這就需要在施工過程中需要嚴(yán)格按照生產(chǎn)、使用和安全等多項要求來對巷道進(jìn)行正常定向，確保巷道位置的準(zhǔn)確性，避免出現(xiàn)無效進(jìn)尺的現(xiàn)象。

（4）破碎煤較為容易，而且當(dāng)前裝煤工作基本也實現(xiàn)了機械化作業(yè)，不僅工人勞動強度有所降低，而且作業(yè)率有了較大程度的提升，對巷道掘進(jìn)速度起到了十分積極的作用。

2 煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)問題及其影響因素

2.1 煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)的問題

（1）圍巖的穩(wěn)定性較差。由于圍巖穩(wěn)定性不好，這就給煤礦巷道支護(hù)帶來了較大的難度。而且在煤礦井下巷道掘進(jìn)施工過程中，一旦圍巖發(fā)生較大的位移或是變形，則會導(dǎo)致巷道受到不同程度的破壞，即使經(jīng)過多次返修后也達(dá)不到預(yù)期的效果。所以一旦巷道發(fā)生變形，即使通過支護(hù)來無法使問題得到徹底的解決。

（2）圍巖產(chǎn)生變形甚至被破壞會增加頂板支護(hù)的難度。在煤礦井下巷道掘進(jìn)過程中，一旦圍巖巖體遇到水時會有較大的膨脹力產(chǎn)生，再加之圍巖會受到不同程度的擠壓力作用，一旦圍巖出現(xiàn)變形的情況時，則會給巷道支護(hù)結(jié)構(gòu)帶來較大的破壞。另外在巷道施工過程中，受地質(zhì)因素的影響，頂板裂縫通常會有零塊出現(xiàn)掉落的情況，而且片幫煤現(xiàn)象也會有所增加，這會導(dǎo)致頂板裂縫出現(xiàn)增多的情況，嚴(yán)重時會導(dǎo)致圍巖出現(xiàn)離層的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致冒頂事故發(fā)生，給頂板支護(hù)帶來較大的難度。

2.2 影響煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)的因素

（1）煤礦的地質(zhì)構(gòu)造因素。在煤礦井下巷道施工過程中，對于巷道頂板支護(hù)產(chǎn)生影響的因素較多，所以在一些地質(zhì)條件及基礎(chǔ)條件相對較好的地段，可以加快掘進(jìn)的速度，而對于一些復(fù)雜的地段，不僅掘進(jìn)的速度較緩慢，而且對于一些褶曲斷層地質(zhì)構(gòu)造中，一旦煤層厚度較大時，則煤巖層的穩(wěn)定性則會較差，會對掘進(jìn)的施工質(zhì)量帶來較大的影響，而且頂板也易發(fā)生碎裂，從而導(dǎo)致坍落事故發(fā)生。

（2）施工工藝因素。當(dāng)前在煤礦巷道掘進(jìn)施工過程中，主要采用的是鉆爆法，并以錨噴支護(hù)作主要支護(hù)方式，這相較于傳統(tǒng)的支護(hù)方式及施工方法來講，在掘進(jìn)速度及施工質(zhì)量方面都有了較大程度的提升，但在具體施工過程中，還存在著不能合理對裝藥量進(jìn)行控制及不能有效掌握炮眼的問題，這對于錨網(wǎng)噴支護(hù)的質(zhì)量帶來了較大的影響。而且在煤礦井下巷道施工過程中，由于部分巷道較為密集，一旦有一條巷道開掘，則會對巖體的地應(yīng)力平衡帶來一定程度的破壞，而當(dāng)兩個巷道施工掘進(jìn)工作面疊加施工時，會導(dǎo)致地應(yīng)力增大，給頂板支護(hù)施工帶來較大的難度。

3 巷道掘進(jìn)施工組織與實施

3.1 正規(guī)循環(huán)作業(yè)

在巷道掘進(jìn)循環(huán)作業(yè)過程中，通常以主要工序和輔助工序為主，而且需要利用循環(huán)圖的形式將循環(huán)作業(yè)有效的表示出來，為組織施工提供更好的便利條件。利用圖表將各工序的工作持續(xù)時間、先后順序及相互銜接等方面的關(guān)系有效的固定下來，這樣在施工過程中就能夠各個環(huán)節(jié)有效的實現(xiàn)良好的銜接。而且能夠在規(guī)定的循環(huán)時間內(nèi)，根據(jù)作業(yè)規(guī)程、爆破圖表及循環(huán)圖表等各項規(guī)定來有效的確保各工序及工作量的完成，確保循環(huán)作業(yè)能夠按照預(yù)期的進(jìn)度完成。

3.2 多工序平行作業(yè)

在具體施工過程中，為了能夠充分合理的利用時間，需要確保每一個循環(huán)所耗用的時間都需要達(dá)到最小化，而且在一個循環(huán)內(nèi)能夠同時進(jìn)行施工的工序，則需要安排時間確保其能夠同時進(jìn)行，從而實現(xiàn)多工序平行作業(yè)，使一個循環(huán)內(nèi)的時間能夠得到合理的利用。

3.3 循環(huán)圖表的編制

煤礦宜采用“三八”作業(yè)制、“四八交叉”作業(yè)、“四六”作業(yè)制，有的礦井實行按工作量分班的“滾刀制”。確定循環(huán)方式和循環(huán)進(jìn)度。循環(huán)方式一般條件下可采用每班一個循環(huán)或多循環(huán)，主要取決于巷道斷面大小和施工技術(shù)裝備。每班的循環(huán)次數(shù)應(yīng)為整數(shù)，即一個循環(huán)不要跨（班）日完成。巷道施工中，每個循環(huán)使巷道向前推進(jìn)的距離稱為循環(huán)進(jìn)度，又稱循環(huán)進(jìn)尺。循環(huán)進(jìn)尺取決于炮眼深度和爆破效率。循環(huán)進(jìn)尺確定后，每個循環(huán)各工序的工作量也就確定了。

3.4 掘進(jìn)隊的組織

通常采用綜合掘進(jìn)隊和專業(yè)掘進(jìn)隊兩種組織形式。綜合掘進(jìn)隊是將巷道施工所需要的主要工種，以及輔助工種組織在一個掘進(jìn)隊內(nèi)。綜合掘進(jìn)隊的特點是指揮統(tǒng)一，各工種密切配合協(xié)作，有利于培養(yǎng)工人一專多能。在施工中根據(jù)不同工序的需要，靈活調(diào)配勞力，使工時得到充分利用，提高工作效率。專業(yè)掘進(jìn)隊只有主要工序的工種，輔助工另設(shè)工作隊，并服務(wù)于若干個專業(yè)掘進(jìn)隊。

4 防治頂板事故的應(yīng)對措施

4.1 嚴(yán)格地執(zhí)行有關(guān)的操作規(guī)程、安全檢查、交接班等制度

由于巷道掘進(jìn)過程中危險性較高，為了確保施工的安全性，需要嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)的操作規(guī)程、安全檢查和交接班制度，有效的提高施工的安全性，降低事故的發(fā)生率。而且在巷道施工過程中，還需要對圍巖的穩(wěn)定性時刻進(jìn)行注意，觀察其變化情況，及時對其存在的隱患進(jìn)行發(fā)現(xiàn)，并立即進(jìn)行處理，避免冒頂事故的發(fā)生。

4.2 合理地確定煤柱的尺寸

在巷道掘進(jìn)支護(hù)設(shè)計過程中，需要合理對煤柱的尺寸進(jìn)行確定，而且巷道支護(hù)的影響因素較多，所以需要對煤柱上面的作用載荷進(jìn)行綜合考慮，同時還要對煤柱和頂板相互的作用和安全系數(shù)進(jìn)行特別關(guān)注，了解煤柱的強度和內(nèi)部應(yīng)力分布情況，從而對煤柱的尺寸進(jìn)行科學(xué)確定，確保掘進(jìn)能夠順利的實施。

4.3 運用先進(jìn)的技術(shù)手段，堅持科技的創(chuàng)新，提高管理水平

不斷地促進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步及開拓創(chuàng)新，是做好井下巷道掘進(jìn)時頂板管理重要的動力及手段，這對于井下煤層工作面的掘進(jìn)工作特別重要。同時，圍巖的復(fù)雜狀況及其受力的狀態(tài)也很需要運用各種科技手段進(jìn)行動態(tài)的分析。

5 結(jié)束語

在煤礦井下巷道掘進(jìn)施工過程中，頂板支護(hù)施工作為其中非常重要的一項內(nèi)容，需要嚴(yán)格按照具體的施工流程進(jìn)行，而且需要對施工過程中的施工技術(shù)進(jìn)行明確，并采取切實有產(chǎn)的施工措施，確保頂板施工的效果，保證巷道快速掘進(jìn)，提高礦井作業(yè)的安全性。

參考文獻(xiàn)

[1]李國留.煤礦掘進(jìn)工作面頂板事故分析與防治[J].安全質(zhì)量，2012（4）.

[2]郭中平.關(guān)于軟巖礦井巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)的探索[J].內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì)，2012（12）.

[3]沈建成.關(guān)于煤巷快速掘進(jìn)技術(shù)研究分析[J].華章，2011（26）.