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井下巷道掘进顶板支护技术分析

发表时间：2021/5/17 来源：《基层建设》2021年第2期作者：水利明

[导读] 摘要：煤矿井下巷道掘进是一项系统性工程，在进行掘进施工的过程之中，相关的工作人员在施工时要依据矿井的地形和选用的开采方式选择适宜的掘进工艺和设备。

        淮河能源朱集东煤矿安徽淮南 232000
        摘要：煤矿井下巷道掘进是一项系统性工程，在进行掘进施工的过程之中，相关的工作人员在施工时要依据矿井的地形和选用的开采方式选择适宜的掘进工艺和设备。在掘进施工的过程之中要合理的控制掘进的速度，避免其带来较大的安全隐患。此外，在掘进施工的过程之中应根据施工现场的实际需要，采取有效的支护措施，避免煤矿在掘进的过程之中出现塌方的现象。
        关键词：井下巷道；掘进顶板；支护技术
        1提升巷道顶板支护技术概述
        1.1强化巷道支架的强度
        煤矿巷道在初次掘进的过程之中极容易出现变形和位移的现象，在进行掘进施工的过程之中适宜于采用柔性和刚性相结合的支护结构，进而有效的解决巷道存在的变形和位移现象并尽可能的保证巷道内部空间，避免在巷道支护完成之后出现大规模的巷道返修情况。
        此外，在恶劣地质环境之中掘进时应充分的考虑巷道变形，并给巷道的变形流出足够的余量，以此来尽可能地减小巷道变形带来的负面影响。在掘进巷道之中进行支护时，可以采用泄压的方式，适当降低围岩的内应力，并采用提升支架强度的方式，增强对围岩应力的抵抗效果。
        1.2完善巷道掘进施工的技术准备工作
        在进行巷道掘进施工时首先应该对待掘进区域的地质环境进行全面的勘测，进而充分的了解待掘进巷道区域的内应力状况，并根据待掘进巷道区域的应力特点选择适宜的支护方式。在进行巷道掘进之前应该根据相关的勘测情况确定适宜的支护方案，在施工之前制定完善的施工方案。在施工前应该对参与施工的技术人员和工作人员进行全面的培训，确保其全面的了解各项施工内容，能够正确的进行相关的操作。
        1.3普及新工艺与新技术
        现阶段随着机械化、自动化以及智能化技术的快速发展，煤矿装备也在快速的向着智能化的方向发展，与此相对应的煤矿巷道掘进和支护技术都引来了巨大的变革。煤矿企业在生产的过程之中应该重视技术发展带来的巨大的影响，在生产的过程之中积极的引入全新的技术设备，并依据新的设备开发出全新的开采工艺，提升掘进的整体效率和支护效果。
        在巷道掘进的过程之中如果遇到较大的断面层，则可以采用连续掘进的技术进行施工，以此来降低进行顶板支护的施工难度。
        2煤矿井下巷道掘进的支护形式
        2.1锚杆支护
        在对井下的顶板进行支护时，最常用的一种方法是锚杆支护，在具体施工过程中能够保证工作性能，并且能够给企业带来一定的收益。钢带、锚杆以及托盘是锚杆支护的主要零件，承载能力主要是钢带进行提供的，延伸能力主要是锚杆进行提供的，托盘的作用是连接，这些构件共同组成了锚杆支护，并且使其具有一定的支护效果。
        2.2型钢支护
        煤矿隧道支护过程中使用的铸钢为工字钢和工字钢，应根据实际的地面支护需求选择合适的钢种。型钢支架通常以椭圆形，半圆形拱形和圆形横截面的形式用于公路支架。如果常用的支护钢具有良好的韧性，剪切强度，抗压强度和拉伸性能，则可以适应恶劣的地下巷道支护环境。在实际的支护过程中，道路支护主要抵抗纵向推力和各种侧向载荷，因此，为了给道路提供足够的支护，钢型材必须在这两个方向上都具有良好的承载能力。地下通道中使用的支撑段的横截面形状受地层荷载作用下挠曲段模量的影响。型钢支护的承载能力和弯曲截面模量越近，钢型材的总承载能力就越高。几何形状也会影响型钢支架的收缩性能，因此承载能力会根据型钢的形状而变化。锁定支撑钢的形状并使其滑动时，应坚持滑动所需的最大接触面面积，并且应始终将力保持在最佳状态。

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        2.3预留煤柱支护
        预留煤柱支护技术是比较传统的顶板支护技术，它在使用时通常用于巷道的上下区段，相比于其他类型的顶板支护技术，它的适用性和实际性较强，主要是因为它操作起来比较简单，施工比较方便。预留煤柱支护技术具有两面性，有优点也有缺点，优点是它能够通过改善巷道的通风和排水能力，来提高巷道环境的质量。缺点是它的经济效益较低，在实际的使用过程中，它需要的工作人员和工作设备比较多，增加了成本，不利于经济效益的获得。煤柱是预留煤柱支护技术的核心，煤柱的质量与整体的支护效果有着密切的联系，一荣俱荣，一损俱损，如果煤柱受到损害，首先它不仅会影响整体的支护效果，而且还会对施工人员造成一定的伤害。当前，随着煤矿行业的不断发展，煤矿巷道开采作业也发展越来越迅速，各种地层应力也越来越多，这些地层应力会受到煤柱的作用而转移到煤柱的底部，在煤柱的底部形成一个应点，当这个应点积累到一定的程度，就会对巷道造成影响，进而影响巷道支护工作的进行。
        3优化煤矿井下巷道掘进顶板支护技术措施
        3.1对井下巷道支架强度、结构性能优化
        在进行煤矿井下巷道掘进顶板支护工作施工过程中，相关的工作人员需要加强对一些注意事项重视。比如在开展第一次掘进工作时，受到巷道本身的位置影响，可能还会出现形变的情况，进一步影响掘进工作运行的安全性。对于该问题，施工人员在选择和构造顶板支护结构的过程中，通过对多种不同的方法进行对比，从而选出一种最佳的方案。通常，如果可以对最佳支护结构构造方案有效选择的基础上，在具体施工的过程中，保证巷道的空间始终保持完整的状态，而且还可以有效的避免因为生活当中的个别影响因素导致大面积、大规模返修问题。此外，在进行煤矿井下巷道掘进顶板支护工作过程中，对于其中可能会用到的支架来讲，它自身的强度问题，也可能会对施工质量和效率问题有很大程度的影响。如果可以有效地优化支架的强度和性能，就可以增加更多的空间，保证施工围岩变形有足够的空间，也可以为煤矿井下巷道掘进顶板支护技术稳定、安全开展，保证相应的基础、保障。对于相关的施工人员来讲，他们还需要充分地结合围岩的实际状况来适当地释放围岩所承受的压力，这样也可以有效地保证在施工当中，煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的应用质量和效率问题得到有效地提高和改善。
        3.2优化施工前的准备工作
        在进行正式施工之前，需要对本地实际地质情况结合的基础上，明确围岩所承受的力，明确围岩能够承受的力的大小，从而可以合理地设计和选择顶板支护方式，特别针对施工过程中出现的重难点，如提升巷道掘进截面安全性、稳定性时，施工人员需要注意应用最佳的施工方案、施工技术，从而保证所有的施工人员以及整个施工过程的安全性和可靠性。除此之外，将初步的施工方案设计结束后，施工人员以及设计人员需要对设计方案共同讨论，并在此基础上及时地改进和完善其中存在的问题，尽可能地保证设计方案符合顶板支护需求以及相关的施工需求，保证施工质量和效率问题得到有效地提高。在施工当中，确定材料的体积、数量等多个方面，都需要相关施工人员、设计人员提前结束。在结束方案设计环节后，相关施工人员需要对相关的施工标准、设计方案进行严格遵循，来进一步完成煤矿井下巷道的掘进工作。
        3.3优化应用新技术、新工艺
        伴随技术、经济进步发展，煤矿施工过程中，对机械化模式、施工自动化应用的范围也更加广泛，在施工当中，合理地应用一些新技术和新工艺，不仅可以保证整个工程的施工质量和效率问题得到有效地提高，同时还可以为所有工作人员的生命安全提供有效、坚实的前提、保障。以你，在进行煤矿井下巷道掘进支护施工工作过程中，相关的工作人员需要注意优化对新工艺、新技术的应用。
        结束语
        综上所述，随着我国社会经济的快速发展，生产安全成为了社会群众关注的重点，加强掘进巷道之中顶板支护技术的研究对于保证煤矿的安全生产具有非常重要的意义。为此相关的技术人员应该加强学习，总结顶板支护方面已经取得的经验，积极的引入全新的支护技术从而有效的保障煤矿生产安全。
        参考文献
        [1]鄢耀.煤矿井下巷道掘进顶板支护研究[J].河南科技，2013(12):35.