程建国
淮河能源集团煤业公司潘二矿，安徽淮南 232087
摘要：随着科学技术的不断创新应用，当前巷道掘进的技术也在不断更新当中，其中破碎顶板巷道掘进的支护研究已经成为了当前煤炭掘进的热点。其中需要根据实际的顶板以及煤壁的地质条件进行灵活的掘进，同时也要应用相应的锚杆、锚索支护方式对棚架进行保护，提高安全和采煤的有效性，推动我国煤炭行业的不断发展。
关键词：破碎顶板;煤炭掘进;支护;创新;技术
由于我国煤炭行业开采大多是在地质构造复杂的地区进行开采，使得矿山的压力不断增强，所以当前巷道顶板事故也在不断的发生。受到煤层压力和各方面应力的影响，使得当前采巷道道支护的选择和维护比较困难，需要通过有效的支护方式来增加强度。
1破碎顶板巷道掘进支护所存在的常见问题
1.1 支护环境问题
煤矿支护的重中之重就是巷道支护，巷道的变化和改进对煤矿的掘进支护和工作环境有着很大的影响，同时也会对煤矿的正常生产产生很大的影响。实践证明，巷道对支护产生的影响主要有如下几点：地质条件和发掘条件都会随着巷道的掘进而产生一定程度的变化，这种变化对安全有着极大的影响，所以在支护方面一定要及时跟进;在施工过程中，很多煤矿为了生产的顺利进行对岩巷进行了巷道化改造，为了使用大型的施工设备，将巷道的宽度不断加大，从而对支护产生相当大的影响，掘进支护的设备以及作业环境都发生了剧烈改变，从而导致支护环境更新滞后以及适应能力差等问题。
1.2 支护技术问题
随着科技的不断发展以及煤矿行业的不断进步，支护技术也在日益发展，主要体现在支护的材料、工艺和结构设计以及施工设备等方面。技术的更新为掘进支护的发展也带来了一定程度的问题。首先是上文所说，掘进支护更新落后现象，例如上巷道的更新要比掘进支护的更新快很多，两者发展不相匹配，支护的适用性和能效会不同程度的下降，为煤矿的安全生产带来隐患。其次是支护方面的新技术的使用经验还远远不够，例如目前最常见的树脂型锚杆，虽然方便作业，但其强度，刚度和稳定性都相对一般，所以在使用上对工艺以及使用经验有着严格的要求，否则在支护时很可能出现强度不达标的情况。
1.3 支护布置问题
支护技术及巷道环境的日益改变导致传统的支护布局很难适用当今实际情况，所以有必要更新布置，并解决一系列后续问题。这些问题一般都是由支护布置复杂所造成的。例如巷道数目的不断增加，导致掘进支护也要进行多巷道布置，从而造成支护的数量增加很多，增加了煤矿的生产成本，也使工艺变得更加复杂，所以在进行支护布置时要尽可能的控制成本并简化工艺。带以上布置和优化，往往需要丰富的施工经验帮助，但新工艺投入时间相对较短，就会造成施工经验不够丰富。
2 支护原则
2.1 临时支护
井下比较常用的临时支护方式是轻型单体液压支护，这种支护方式对于较为松软的煤层来说，无法解决其導致的压力变化，致使采空区围岩具有明显的压力变化，临时支护时，易发生顶板破碎和离层，影响矿井施工过程的安全。
2.2 永久支护
由于巷道本身的围压稳定性较差，并且伪顶较厚，所以巷道的顶板在短时间内很可能出现离层和破碎的情况，而伪顶局部容易出现多次垮落，因此，要实现高效的开采，就必须首先对巷道进行及时、高效的支护。
3支护技术方案
3.1 短掘短支及超前支护
针对当前开采煤层的实际情况，使用掘进机进行巷道的掘进，割岩与自行装岩同时进行。考虑到深部煤层开采时，其顶板压力会发生明显变化，易出现破碎和顶板离层冒顶的情况，因此掘进时要短掘短支的方式，减少循环进尺量到800mm，在割煤时，在两侧留出足够的空间，目的是使两帮的围岩免遭破坏并保持稳定。
进行深部巷道的掘进时，无论使用哪种掘进方式，冒顶、片帮、控顶距较大或者没有及时支护等问题都会发生。所以需要对巷道进行超前支护，目的是对临时支护进一步强化。
3.2 锚网索耦合支护
选取锚杆的长度时，主要依据是煤壁和顶板的破坏范围大小。还要对关键的地方进行加强支护。同时，为了降低应力的集中，使用锚索进行支护使围岩的变形量减小。根据该煤矿正在开采的采区特点，进行巷道掘进时，使用的支护方式为锚网带和锚网索的联合支护方式。
4破碎顶板巷道锚杆支护的施工
4.1 锚杆支护布置
对于顶板松软破碎，变形量很大，与树脂的粘结力较小的情况，过去常采用普通螺纹钢锚杆时，由于锚固力小，约束围岩变形能力差，因而顶板离层、位移量大，甚至发生冒顶事故，因此必须加以改进。理论和实践均证明，高强度、超高强度全长树脂锚固锚杆支护系统是行之有效的。
4.2 破碎顶板巷道架棚支护的施工
整个破碎顶板巷道架棚支护的施工分为三个阶段，分别是开工前、班中和放炮后，在每一个阶段需要按照操作规程进行施工，对于敲帮问顶，发现危险隐患时要随时的进行记录，找出解决问题。根据围岩的性质和掘进工艺来采用相应的支护形式，这样能够合理的保证整个破碎顶板巷道架棚支护的安全性。如果发生隐形的危岩，必须要将空顶的距离进行缩小，同时也要采用临时支护和锚杆支护的方式进一步保证其安全性。在对顶板破碎或者煤壁较软的地方，需要根据其地质条件在正常的掘进情况下，采取震动炮的形式用掘进机进行掘进，这种方式能够提升掘进的有效性，同时也可以在放炮前增加相应地的支架来进行支护。如果发生危险，要及时的采取有效措施，保证顶板的安全性。对于炮掘工作来说，需要对整个岩石进行振动，所以要控制好装药量以及放炮的顺序，在前后都需要对周围的岩石进行了解，通过破碎带来进行注浆加固，也可以根据围岩的条件采取超前支护和前探梁支护等形式，保证支护的全面性。
5 结束语
通过以上支护方式及工艺的实际运用，极大地提高了巷道的质量及稳定性，同时出现冒顶和片帮的概率得到有效降低，掘进施工的效率提高。分析顶板破碎条件的生产过程，可以得出使用短掘短支技术进行支护，同时利用掘进机实现超前支护具有很好的效果。顶板由于压力而下沉时，使用这一支护方式可以保证掘进过程的安全和高效，同时为同种地质条件下进行巷道掘进提供了理论指导。
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