礦井巷道快速掘進頂板支護技術的分析

王翱翔

摘 要：一直以來，煤礦井下開采作業是煤礦生產中一項重要的工作，因此，需要對支護技術進行研究分析。井下巷道快速掘進技術仍是一項較為復雜的技術，它需要技術人員選擇合理科學的施工工藝和先進設備，并據井下實際情況進行調整進度并安排最合適的掘進速度。快速掘進要以掘進巷道支護為基礎，采取科學高效的支護技術，優化掘進施工工藝進一步研究頂板支護管理和控制技術，分析有特點的具體案例，這對整個煤礦快速掘進的發展和安全有著重要的意義。

關鍵詞：煤礦巷道;快速掘進;頂板支護;技術分析

1 井下巷道掘進頂板支護技術分析

1.1 錨桿支護技術

在我國，建造井下巷道掘進頂板支護時，主要采用的是錨桿支護技術，通過這一技術的應用，優化巷道的布局，加快開采速度，提升開擦產量，從而為企業創造更多經濟效益。在該技術當中，由很多部分構成，如桿體、托板等，每個部分具有不同的工程：其中，錨桿是最為關鍵的一部分，用來對頂板進行支撐，具有抗剪、抗拉等功能，可以防止圍巖變形;托板在錨桿的上部，增加巖體的受力面，減少某一點的受力情況，避免圍巖節理裂隙張開，結構面移動，以及圍巖離層等問題的出現。支護網與巷道連接，當的巷道頂部土層松弛并脫落后，能夠將土塊攔截，避免土塊掉落到巷道內[1]。

1.2 支護型鋼技術

在科學技術快速發展的背景下，逐漸出現了很多新興材料，這些新興材料為井下巷道支護提供了重要幫助，其中，最主要的材料就是鋼材，通過這一材料的應用，進一步提升了井下巷道支護的效果。從形狀的角度來說，能夠將鋼材分成兩種類型，一種為工字鋼，另一種為U型鋼。在實際當中，并不是所有巷道都適合該技術，只有那些形狀為圓形或橢圓形的巷道內，才會使用這一技術，通過鋼材具有的高韌性，較強的抗剪能力，較大的抗壓能力，對巷道提供支護。應用該支護技術后，可以有效增強井下巷道的安全性。采用該技術時，鋼材的選擇至關重要，若鋼材質量較低，則會嚴重影響支護的效果，因而需要在建設支護之前，選擇質量較高的鋼材。

1.3 可縮性支架支護技術

作為井下巷道當中的重要組成部分，支護可以看作為輔助項目，通過這一項目的輔助，提升井下作業的安全性，確保整個開采活動順利進行。所以，在建設巷道支護時，應從多個角度出發，共同支護進行分析，如安全性、建造效率等，只有這樣，建造出來的支護才會在實際當中發揮出最大的作用。通常來說，利用主動支護的方式，體現出高強支護技術的加固作用。當巷道周圍的巖體受到較大應力，使其發生形變時，通過安裝可縮性支架，應用其中所攜帶的應力，加強對外界應力的抵抗，防止巷道出現病變的問題，提升巷道的安全與穩定[2]。

1.4 混凝土澆筑技術

除上述幾種技術之外，井下巷道頂板支護時，還可以采用混凝土澆筑技術，即根據一定的水灰配比，配制出相應的混凝土，并將其澆筑到相應的斷面上，經過一段時間后，即可在斷面上形成混凝土支護。對于該支護技術來說，存在很多的優點，如封閉較為快速，可以在形成斷面后，立即建造出支護，降低圍巖與空氣接觸的時間，避免圍巖分化而引發的崩解;整個斷面上，能夠形成一個整體的支護，最大程度上分散應力，降低圍巖所受的應力，避免由于應力過大而對圍巖造成破壞，使想到具有更高的安全性。正是由于該技術具有上述兩個方面的優勢，因而也經常被應用到井下巷道支護工程當中。

2 煤礦巷道快速掘進頂板支護技術應用要點

2.1 注重施工中的重點

為了確保支護在實際當中能夠發揮出最大的作用，必須注重施工中的重點。首先，支護工程規劃時，相關人員應到實際場所進行勘察，準確掌握周圍地質、應力情況，并以此為基礎，確定出合理的荷載壓力，使建造出來的支護，可以有效承載應力，避免承受力不足而導致各類問題出現。其次，確定出荷載壓力后，還應進行相關實驗，通過實驗的方式，驗證確定出來的數值是否準確，只有計算結果通過實驗的驗證，才可應用到設計當中，提升支護的作用。再次，在施工的過程中，要收集相關信息，若出現問題，可以通過對這些信息的分析，了解引發該問題的主要原因，并制定出相應的解決方案，以第一時間將問題處理。最后，對于一些具有特殊狀況的巷道來說，還應對其進行一定的處理，以高應力區段來說，受到高應力的影響，很容易導致頂部出現變形，對巷道的使用具有嚴重威脅，因而在支護的同時，還要采用一定的手段去除應力等。

2.2 技術選擇

通過上述介紹可知，井下巷道掘進頂板支護技術有很多類型，每種技術類型具有各自的優勢，可以應用在不同的場所當中。所以，在建造井下支護時，應根據地質條件、巷道情況的信息，選擇合理的技術方案，只有這樣，才會使支護發揮出最大的作用。如巷道為圓形或橢圓形，且地段較為復雜時，可以采用支護型鋼技術。巷道圍巖堅硬，應力較為均勻的巷道內，可以采用混凝土澆筑技術。在大多數井下巷道當中，均可采用錨桿支護技術等[3]。

3 煤礦井下巷道掘進頂板支護技術的優化措施

3.1 優化巷道支架的結構，提高其性能和強度

在開展實際的煤礦井下巷道掘進頂板支護工作時，相關的工作人員必須注意第一次的掘進，注意是否有巷道位置發生變化的情況。而往往在第一次的掘進工作中，巷道位置都發生一些變化，甚至發生變形，阻礙掘進工作的持續進行。針對這個常態化的問題，施工人員應當根據實際的施工環境對巷道支架的結構進行優化，選擇最合理的施工方案。在通常情況下，支護結構要選用剛性和柔性都適中的材料，可以避免巷道出現變化甚至變形的情況。與此同時，還應當選擇最合適的支護結構構造方案，這可以保持巷道在施工過程中的完整性，減少巷道后期的返修。支架的強度也是影響巷道安全穩定的一個重要因素，優化支架的強度以及其他的相關功能，為圍巖提供合適的空間，保障煤礦井下巷道掘進頂板支護工作的順利進行，相關的工作人員在實際的施工過程中應當結合所在地區的環境，適當釋放圍巖所承受的壓力，提高煤礦井下巷道掘進頂板支護技術。

3.2 做好施工前的準備工作

在進行實際的煤礦巷道掘進工作之前，相關的技術人員應當對煤礦所在地進行詳細的勘測，掌握地質運動特點，根據實際狀況以及所在地圍巖的承重能力設計、選擇合理的頂板支護方式。預測施工過程的重難點問題，并制定相關的應急方案，在進行方案設計的過程中，應當將施工的生命安全放在第一位，選擇最優的施工模式。施工方案的初步設計完成之后，相關的設計和技術人員應當與施工人員共同探討，改進和完善方案中出現的問題，確保方案的合理性，且確保在此方案下能夠得到良好的施工效果和經濟效益。設計工作人員應當對施工過程中應用到的機械設備和數量提早報備，提前檢查完畢。

3.3 引進新工藝，加強監管力度

科學技術是第一生產力，因此，煤礦企業應當大膽引進新技術，實現采礦的智能化。新技術的應用可以解放勞動力，而且還可以提高煤礦開采的質量和效率，保證工作人員的生命財產安全。煤礦井下巷道掘進頂板支護技術應當進行革新，加大探究力度。安全生產是重中之重，煤礦企業應當將工作人員的生命安全放在首位，明確頂板支護的操作規范，建立健全相關的監督制度，加強對員工的安全教育活動，提高員工的安全意識。

4 結束語

總而言之，煤礦巷道快速掘進施工工藝和支護技術是煤礦開拓的重要步驟，對煤礦的順利開拓掘進有非常重要的作用。煤礦快速掘進和頂板支護技術對煤礦專業性要求很高，這兩項復雜的工作技術對施工人員的生命和煤礦開拓有著最基本的影響，必須在思想上高度重視，為提高煤礦巷快速道掘進施工的工作速度，確保安全性和可靠性。

參考文獻：

[1]劉建華，姜興民.煤礦井下巷道掘進頂板支護技術研究[J].山東工業技術，2019（19）：57.

[2]牛云飛.煤礦井下巷道掘進頂板支護技術研究[J].機械管理開發，2019，34（02）：193-194+236.

[3]席冰冰.淺談煤礦井下巷道掘進頂板支護技術[J].能源與節能，2017（07）：186-187.