煤矿井下巷道掘进顶板支护技术探析

煤矿井下巷道掘进顶板支护技术探析

刘玉文

徐矿能源股份有限公司  江苏徐州   221100

摘要：煤矿井下巷道掘进顶板支护技术是煤矿井下巷道掘进工作中的重要环节，也是保障煤矿生产安全的重要保障措施之一。巷道掘进顶板支护技术的好坏将直接影响到煤矿井下工作人员的安全和生产效率。在井下巷道掘进过程中，巷道顶板是最容易发生事故的地方。因此，如何采用科学合理的巷道掘进顶板支护技术来保障煤矿生产安全，成为煤矿企业必须高度重视和研究的问题。

关键词：煤矿；井下巷道；掘进；顶板支护技术

引言：煤矿井下巷道掘进是煤矿生产的重要环节之一，而巷道掘进的稳定性和安全性则需要通过合理的顶板支护技术来保证。随着现代科技的不断发展，煤矿井下巷道掘进顶板支护技术也在不断改进和完善。本篇文章将对当前煤矿井下巷道掘进顶板支护技术进行探析，为今后煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的发展提供一定的参考。

一、煤矿井下巷道掘进的支护形式

1. 矿用支护型钢

煤矿井下巷道掘进的支护形式有很多种，其中之一就是使用矿用支护型钢进行支护。矿用支护型钢是指专门用于煤矿井下巷道支护的钢材，其主要特点是强度高、韧性好、防腐耐用、施工方便等。在煤矿井下巷道掘进过程中，由于巷道顶板和周围岩壁的压力和变形，很容易造成巷道的坍塌和变形，因此需要对其进行支护。而使用矿用支护型钢进行支护，可以有效地承受巷道顶板和周围岩体的压力，防止巷道变形和坍塌，保证巷道的安全稳定。

矿用支护型钢的应用范围非常广泛，可以用于不同类型的巷道支护，如水平巷道、倾斜巷道、弯曲巷道、直管巷道等。同时，由于矿用支护型钢的特点，其还可以应用于一些特殊条件的巷道掘进支护，如高温、高湿、高压等环境下的巷道支护。矿用支护型钢是煤矿井下巷道掘进支护中常用的一种形式，其具有强度高、韧性好、防腐耐用、施工方便等特点，可以有效地保证巷道的安全稳定。随着科技的不断发展，矿用支护型钢在技术和材料方面也在不断改进和完善，有望为煤矿井下巷道掘进的顶板支护提供更为可靠的保障。

2.可缩性支架

可缩性支架是煤矿井下巷道掘进顶板支护技术中的一种常用形式。可缩性支架主要由支架体、滑动块、钢丝绳和张紧器等组成。支架体采用圆柱形结构，支撑力由钢丝绳通过滑动块的滑动调节。可缩性支架能够适应巷道顶板的不规则形状和变化，能够实现支架的无缝对接，保证了巷道的整体稳定和支护效果。可缩性支架采用钢丝绳和滑动块进行调解，支撑力可以随时调整，能够承受较大的水平和垂直载荷。可缩性支架的组装和拆卸操作简单，能够快速安装和拆卸，提高了施工效率和生产效率。可缩性支架结构简单，成本相对较低，能够满足煤矿企业对支架成本的控制要求。然而，可缩性支架也存在一些缺点，如对安全控制技术要求较高，易发生钢丝绳或滑动块的损坏和松动等。因此，在应用可缩性支架时，需要注意技术要点，确保其正常使用和安全可靠。

3.预留柱支护

预留柱是指在巷道掘进过程中，在合适的位置先行钻孔预留，然后再进行施工。在实际施工中，当掘进到预留柱处时，可以将预留柱固定在巷道顶板或底板上，形成一种柱式支护结构，起到支撑和稳定巷道的作用。预留柱支护可以增加巷道的稳定性和安全性。预留柱的固定在巷道顶板或底板上可以有效地承受巷道的载荷，从而防止出现坍塌和变形等问题，保证巷道的安全稳定。预留柱支护可以提高巷道施工的效率。由于预留柱在掘进之前已经完成钻孔和固定，因此不需要现场进行钻孔和锚杆固定等工作，节省了施工时间和人力成本。预留柱支护可以有效地适应不同类型的巷道。预留柱的布置可以根据巷道的特殊条件进行灵活安排，适应不同类型的巷道支护，如水平巷道、倾斜巷道、弯曲巷道、直管巷道等。

二、煤矿井下巷道掘进顶板支护控制的技术分析

1.提升巷道顶板的承载能力

煤矿井下巷道掘进的顶板支护对于巷道的安全稳定至关重要，而提升巷道顶板的承载能力是控制巷道顶板支护的关键技术之一。要提升巷道顶板的承载能力，可以采用高强度支护材料：可以使用高强度、高韧性的支护材料，如钢材、复合材料等，以提高支护结构的承载能力和稳定性。根据巷道的实际情况，采用合理的支护结构，如拱形支护、大张力锚杆支护等，以增加支护结构的刚度和承载能力。在巷道顶板上设置预制钢筋混凝土梁板结构，以增强顶板的承载能力。将钢筋混凝土板预制成适合巷道大小的板块，再运到现场进行安装，以提高巷道顶板的承载能力。对于存在裂隙、缺陷的顶板进行加固处理，可以采用灌浆、钢筋混凝土喷涂、桥架加固等方法，以提高顶板的承载能力和稳定性。

2.强化支架强度，协调围岩释压与让压

煤矿井下巷道掘进顶板支护的控制技术包括强化支架强度、协调围岩的释压和让压。强化支架强度：通过使用更加坚固的支架和钢管等材料，增加支架的承载能力和刚度，从而加强对顶板的支护。合理定位和强化支架的布局，可以有效分散顶板的荷载，避免局部支撑不足而导致的顶板下沉和塌方。在巷道掘进过程中，顶板和围岩之间的压力状态是随时变化的，如果顶板的让压力大于围岩的释压力，就会导致顶板向下迅速移动，增加事故发生的风险。因此，需要通过协调围岩的释压和让压来控制顶板的稳定。一般可以采用减小采动高度、增加采煤柱宽度、增加支架密度等措施，使围岩释压能够与顶板的让压相协调。

3.加强设备投入力度，完善掘进工艺

煤矿井下巷道掘进顶板支护是保障煤矿生产安全的重要环节之一，为了控制巷道顶板的稳定和可靠性，除了采用适当的技术手段外，加强设备投入力度和完善掘进工艺也是非常关键的。在加强设备投入力度方面，可以使用大型、高效的采掘机械，如液压割头式掘进机、隧道掘进机等，以提高采掘效率。此外，对设备的维护保养也要做好，及时检修和更换设备损坏部件，确保设备处于良好的工作状态。同时还应配备完善的现场运输和物流设备，提高物资的供应速度和效率，保证现场的物资和设备储备充足。在完善掘进工艺方面，需要制定合理的采掘方案，考虑到地质条件、采场形状、煤层厚度等因素，选择合适的采掘方式和支护结构。严格按照操作规程施工，确保施工过程的规范和标准化。在掘进过程中及时检测顶板质量、地压变化等参数，发现问题及时整改并调整采掘方案。强化安全意识，实行安全防护措施，对于存在安全隐患的区域加强支护措施，防止事故的发生。

结束语

总之，煤矿井下巷道掘进顶板支护是一个非常关键的环节，对于保障煤矿生产安全、提高采煤效率和质量具有重要的作用。在顶板支护控制方面，加强设备投入力度和完善掘进工艺是非常重要的技术手段。加强设备投入力度可以提高采掘效率和质量，减少掘进时间和人力成本；而完善掘进工艺可以优化采掘方案、减少煤炭损失、提高采掘效率和保障施工安全。在设备和工艺的优化下，能更好地控制顶板支护，提高采煤效率和质量，保障生产安全。

参考文献

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[2]汪睿华.井下巷道掘进顶板支护技术分析[J].矿业装备,2022(03):20-22.

[3]张亚军.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术应用实践[J].机械管理开发,2022,37(03):168-170.

姓名：刘玉文  性别：男  民族：汉  籍贯：黑龙江绥化市  学历：本科   出生年月：1973年6月    研究方向：矿山开采