煤矿井下巷道掘进顶板支护的分析

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1、煤矿井下巷道掘进顶板支护的分析　　【摘要】煤矿井下巷道掘进顶板事故是煤矿事故里最具代表性的，它的发生机率在广大煤矿事故里，超出了1/3以上。煤矿井下巷道掘进顶板支护的可靠性和速度、成本直接决定了煤矿企业的安全生产和经济效益。　　【关键词】煤矿巷道顶板支护　　对于煤矿的井下巷道掘进过程而言，只有对顶板进行合理的管理，才可以保障安全生产工作的顺利执行。这是由于在煤矿井下巷道掘进之后，重新分布生产应力，此时，如果没有尽快进行支护，巷道的围岩极其容易出现位移、变形或者损坏。对于煤矿企业而言，巷道掘进工作作为非常繁琐的系统工程，在这个过程里，不仅要对掘进的速度和矿区地质结构以及掘进设施

2、和施工工艺进行抉择，对施工组织管理和职工总体素质的提高给予重视，也要通过先进的地质探测技术和持续的掘进设施进行革新，提升巷道的掘进速度，来确保巷道的迅速掘进。　　1代表性的巷道掘进顶板支护形式5　　（1）通过矿用支护型钢的支护方式。矿用支护型钢通常包含U型钢以及工字钢等等，此类钢的特殊形状以及力学机械性能，让它们在圆形、半圆形甚至椭圆拱形的巷道里获得了普遍的应用，因为巷道顶板支护的需求承受了过大的动载荷的冲击以及疲劳磨损，所以矿用巷道支护钢对韧性、抗拉能力、抗剪切能力、抗压能力的要求非常高。并且，巷道在实际的应用当中，因为矿层地质结构产生了变化，并且掘进切面的改变令巷道在两个

3、方向上的位移很大，这就需要支护架自身具有非常良好的承载能力。矿用钢的抗弯截面模量一定要达标，并且考量到巷道支护总体滑移以及定位的需求，对于矿用钢在锁紧以及滑移的详细性能参数方面也要进行规定，顶板支护模块相互间要确保有较大的接触面积，并且要具备平整且受力均匀的接触面。　　（2）使用伸缩性能明显的支架。金属支架比其他材质的支架更具备承载能力，而这样的承载能力又大多表现在工作承载以及极限承载的能力方面，因为巷道中的具体构造以及矿层地质活动，令巷道顶板支护里时常出现应力集中的问题，此时只要支护板件模块的弹性出现问题，就会形成局部承载过大，甚至还会发生支护板件坍塌的问题。所以，支护支架

4、的伸缩性能优良，就具备了较好的使用前景，透过支护支架的伸缩，能够将局部地区以及顶板支护总体应变能力进行吸收，在这个过程里，体现出来的承载能力就是支架实际的承载能力。通常来讲，极限承载能力一旦超出实际承载能力，可是二者不可差别过大，就会对支架材质形成较为严重的疲劳磨损风险，同时降低了支架的使用效率[1]。　　（3）使用预设煤柱的顶板支护形式。在以往的采煤作业里，巷道自身一定要兼具以下三种能力：坑道支撑保护、人员行进通道以及煤炭运输通道，并且还要包含矿区里的通风及瓦斯收集管理，所以，在巷道顶板支护的铺设中，通常会先埋设下有一定宽度的煤柱，让巷道上方的运输层以及巷道下方的通风层相互

5、具有一定距离，以免二者直接产生应力传递。这个技术的使用已经具有较长的历史，它的作用更加体现在通风及排水方面。5　　（4）通过锚杆支护的形式。这样的形式作为最普遍的煤矿巷道顶板支护方法，透过锚杆支护能够较大程度的确保巷道总体的承载能力，确保巷道总体安全，并且能够更加快捷的设置运输巷道层。常见的锚杆支护需要使用锚杆体、加固凝剂、托板、钢带及保护网，将螺钉紧固，把锚杆承载压力分摊在构建体全身，从而扩散到所有岩层，提高锚杆的承载力，由于托板的影响，可以让岩层的变形最小，实现预防岩层破裂坍塌的作用。　　2煤矿井下巷道掘进顶板支护控制技术管理的措施　　2.1做好技术准备，提高巷道顶板承载

6、能力　　将巷道掘进施工之前的技术准备工作做好。通过煤矿矿压观察材料、实际的地质结构和巷道围岩力学性质等相关状况，选取同煤矿井下巷道施工现场最相符的支护型式，并且对于重点施工位置，必须提前制定相关的安全技术方案。加强巷道掘进施工设计，明确支设型式、临时支护方式和材料数量以及尺寸等，严格进行掘进作业规程。　　煤矿巷道掘进施工时，必须保证开掘巷道要最大限度的平整光滑，所以，选择的爆破型式通常为光面爆破，并借助锚喷支护型式，进而令围岩的完整性以及稳定性获得保护，并让煤岩层的松动程度有所降低，加强顶板本身承受的负荷能力，让支护体构造同围岩共同形成承载能力[2]。　　2.2加强支架强度和

7、围岩释压同让压的协调能力5　　煤矿井下巷道执行初掘以后，很容易令巷道出现位移和变形，这就需要在对支护型式进行选择时，尽量选择初具柔性后具钢性的支护够构造，将巷道位移和变形问题进行缓和，并且还对巷道空间完整度十分有利，较大降低了返修量和返修次数。因此，只有强化支架强度和围岩释压与让压之间的协调能力，提高巷道支护体的强度，并令围岩在适宜的范畴里变形，提高顶板支护效果[3]。　　2.3强化对掘进工艺以及设施的投放力度　　使用先进的巷道掘进施工技术。面对地质构造同基础条件相对较好的煤矿巷道施工来讲，能够选择总机