陕西陕煤韩城矿业有限公司桑树坪二号井 陕西省韩城市 715400
摘要：在煤矿井下巷道的掘进过程中可能会发生冒顶等事故，为避免此类事故的发生，在掘进过程中必须选择合理的支护技术。我国支护技术在煤矿井下巷道掘进过程中的应用产生了积极的影响，不仅显著提高了工作效率和工作质量，而且还确保了工作的安全性。
关键词：煤矿井；巷道掘进；顶板支护；技术研究
引言
在煤矿掘进作业中，应用巷道支护技术可以确保煤矿井下掘进的顺利进行，可以确保煤矿的安全生产。正是由于煤矿井下开采的发展，相关部门越来越重视井下巷道掘进相关技术。在巷道掘进过程中，必须结合实际情况合理选择设备及工艺。此次研究主要是探讨分析煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的优化措施。
1 支护技术类型和原理
由于煤矿领域的井下掘进工作中应用了各种类型的巷道支护，各种支护技术中采用了不同的支护原理，主要有以下几点表现：
（1）锚杆支护技术。能够从布置方式方面对煤矿巷道进行优化和改善，从产量和效益方面，对煤炭和经济进行有效的提升。事实上，钢支护技术想要实现对支护构件作用的发挥，就需要对锚固剂以及锚杆托盘等进行借助，以此来使围岩节理能够保持完整。
（2）砌碹支护技术。采用这一技术能够使围岩表面获得良好的支护支持，大多应用于较为特殊的巷道位置。这一技术需要较高质量的支护材料，对普通水泥进行了采用，以此来使抗压强度比 11.8 MPa 更高，混凝土中需要具有直径小于 20 mm 和小于 50 mm 的石子粒和矿石沙，在采用料石进行砌墙时，需要错开垂直缝。
（3）棚式支护技术。煤矿企业在进行井下掘进的过程中，通过对棚式支护技术的采用，能够在管棚工作室设计阶段，计算保护岩柱厚度等施工阶段，提供相应的辅助。金属是棚式支护技术最为主要的材料。
2巷道掘进顶板支护的影响因素
2．1施工工艺
在开展井下巷道掘进作业时，会影响支护技术的应用稳定性。当前，在井下掘进作业中，最常见的掘进技术就是钻爆掘进，此项技术具备较高效率。需要注意的是，钻爆掘进工艺可以加快巷道掘进效率，然而若技术应用不合理，会对巷道支护顶板的稳固性造成破坏性影响，导致巷道内出现严重的塌方事故，从而造成人员伤亡。在应用钻爆掘进法时，必须注重计算火药装填量，明确具体位置，当上述工作质量不能满足相关标准时，则无法发挥出钻爆掘进技术的应用价值，还会影响顶板支护技术的应用效果。
2．2井下地质环境
巷道顶板装置安装在井下，所以煤矿井下地质环境会影响顶板支护的稳固性。当井下地质环境条件比较好时，作业人员能够适当减少巷道内的支架应用数量，这样不仅能够降低支架支护成本，还能够使巷道内作业空间变大，全面提升采煤作业效率。当井下环境比较恶劣时，施工人员应当增加顶板支架数量，同时降低煤炭开采速度，全面维护井下采煤作业的安全与质量。
3煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的优化措施
3.1做好施工前的准备工作
在开挖道路之前，有关技术人员应进行详细的勘测，对煤矿现场进行勘察，了解地质运动的特点，并根据实际情况选择合理的顶板支护方法。在施工之前，有必要预先预测施工过程中可能出现的一些问题和故障，以便制定适当的应急计划。在规划和设计过程中，应优先考虑施工人员的安全并选择最佳的施工方法。在完成施工计划的初步设计后，相关的设计人员和技术人员应与施工人员讨论此事，以快速完善并找到施工计划，确保计划的合理性，并确认施工合理。根据该计划，可以获得良好的建筑效果并且可以降低成本。设计人员应事先声明机械设备及其在施工过程中使用的数量，并提前检查设备，以查看机械设备在施工过程中是否可以正常使用。在实际施工过程中，施工队必须严格执行安全施工计划，并做好煤矿的掘路，顶棚支护工作。
3.2对井巷道顶板的承受力进行提升
在对井下巷道进行处理时，要重视对地理环境进行检测和分析，这样才能够保证顶板支护的科学合理性，在此过程中，还要制定相应的安全保障方案。在对方案进行设计时，要明确支护模式，如果要对井下巷道的顶板支护进行设计，那么还要明确施工材料的数量和支护方式。确保工作流程设计具有科学合理性，相关设计工作在完成之后，要认真的编制掘进作业规程，现场严格按规程施工，确保工作质量得到有效的提升。
3.3完善设备与掘进工艺
施工技术的选择也是有一定的讲究的，主要是与巷道的地质构造和基础条件有关，如果建设的巷道地质构造和基础条件相对来说都比较好的话，那么所使用的施工技术就要中心低，结构密集，破岩能力强，如果巷道的地质构造和基础条件比较差，那就另当别论了。在实施这项掘进施工技术时，所使用的设备是悬臂式隧道掘进机和整体式锚杆平台，具有很强的生产能力，可以更好地适应生产需要。同时，液压系统本身具有自动加油装置，具有较高的稳定性和可靠性，可以使用液压马达或直接驱动装载机构。在引入设备方面，在支护巷道顶板的过程中，可以选择使用可伸缩的支护材料，例如锚索和锚网，同时在建筑中使用机械化工作。锚固一体机，连续采煤机等设备可以提高掘进速度和施工质量。
3.4自动综采技术优化
传统人工控制截割方案无法满足联动控制要求，因此提出了一种新的采煤机自动综采技术方案，该割煤控制系统采用智能化自动截割作业，工作面回采时人工割煤一个循环智能化系统记忆割煤方式，之后系统根据记忆自行割煤 ，如有顶底板变化、构造等特殊情况时人工进行干预；工作面正常后，人工割煤一个循环系统记忆割煤方式再恢复智能化系统。采煤机向机头方向行驶，割通机头煤壁，漏出半滚筒，停止行走，上滚筒下降，通过截割记忆功能实现机头端滚筒下降后的卧底量，折返机尾方向行走，经过弯曲段，至巷道尾部时架斜切进刀割煤，停止行走采煤机，再折返机头方向行走，此时推溜动作已经结束，采煤机开始割三角煤，再次割通机头，停止行走，同样机头端滚筒下降到记忆位置，折返扫底刀向机尾方向正常割煤，直到割通机尾煤壁，此为一个循环即两刀，循环进度 0.8 m。机尾斜切进刀方式同机头。该自动割煤技术能够适应性煤矿井下复杂地质环境，综采作业速度快、安全性好、稳定性高，能够满足井下自动化综采作业的技术要求。
3.5 加强对支护设备的更新和维护
煤矿领域在应用巷道支护技术时，需要从更新和维护方面对支护设备进行加强，特别是在进行更加深入的煤矿挖掘时，井下作业有着更高的危险性和多变性。煤矿企业和相关的国家部门只有通过对科研力度的加强，对支护技术的创新，才能够为煤矿领域提供更加先进的巷道支护技术，使煤矿企业的发展能够具有可持续性。然而由于煤矿领域的巷道技术具有较强的理论性和实践性，因此煤矿领域无法直接将大部分新型的研究成果，直接应用到实际的巷道支护技术中。此外，由于煤矿领域缺乏先进的巷道支护设备，因此也无法对研究成果进行良好的普及和应用。但要实现对这一问题的改善，负责管理煤矿领域的部门就需要对更新和维护工作，给巷道支护带来的意义引起关注，并对支护设备进行更强有力的更新和维护。
结语
针对煤矿巷道掘进机械化水平低下、速度较慢等问题，研制了综掘机机载锚杆钻机，配合超前支护系统及配套运输设备构成掘锚一体化设备系统，并在回坡底煤矿得到了现场应用。
基于 ADAMS 对掘锚一体化设备模型各点进行了受力分析，得到截割臂上端布置式机载锚杆钻机、两侧布置式机载锚杆钻机的相关工作参数，可以满足掘锚一体的功能使用需求。
通过全程采用综合机械化掘进工艺，提高了矿井单进水平，大大降低了生产成本，提高了工作效率，为矿井实现安全高效生产迈进了一大步，值得其它矿井推广应用。
参考文献：
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