浅谈煤矿岩巷掘进工作面顶板支护技术

浅谈煤矿岩巷掘进工作面顶板支护技术

冯鑫鑫

（河南能源化工集团义煤公司新安煤矿  河南新安 471800）

摘要：为提高煤矿工作安全性，在煤矿掘进作业中，要着重关注顶板作业，利用规范化工作面顶板支护管理处理机制，有效避免安全事故，消除工作面前方岩体不稳定造成的隐患，促进经济效益和安全效益和谐统一。本文简要分析煤矿岩巷掘进工作面顶板工作，并对支护管理技术的应用意义予以讨论，着重分析技术对策。

关键词：煤矿; 岩巷；掘进工作面; 顶板支护

煤炭是我国能源结构中非常重要的一环。煤炭生产对于保证我国能源安全有着重要的意义，因此我国对于煤炭生产十分的重视[1]。煤炭生产中最为重要的就是其安全工作。我国对于煤炭生产安全工作非常的重视，但是由于种种原因，煤炭安全生产事故还是时常发生，在这其中由于煤矿工作面的顶板支护出现问题导致的事故占有很大的比例，因此我们必须在实际工作中，加强对其的管理工作，从而降低其发生事故的概率。

1掘进工作面顶板支护管理的重要意义

掘进作业时，工作面前方的岩体处于不稳定状态，因此造成岩体结构发生根本改变。在这个阶段，岩体的应力将会发生变化，导致岩体发生破坏[2]。假如这个时候不采取措施加以支护，掘进工作面的顶板就会出现垮塌现象。所以当掘进工作完成后，工作面顶板的支护工作必须采取措施完成。同时，支护的过程中切忌对掘进工作造成影响，不然将会影响施工进度。在施工支护时，一定要想办法加强对顶板支护的管理工作，确保整个施工阶段不发生安全问题。因为如今的掘进工作面支护中，大多数采取液压支护的方法，为了确保支护效果，就必须采取类型符合的液压支架。假如液压支架的支护效果达不到支护工作面的标准，就必须迅速补救，比如选择单体液压支柱，实施单点支护，保证对工作面顶板的支护效果。同时，必须对工作面顶板实施永久性支护。一般情况下，采用打锚杆或锚索的办法实施支护，假如顶板比较破碎，可采取铺一层金属网的方式，这样能够确保工作面顶板较长时间的稳定，对顶板后期的支护非常有利[3]。假如放炮时进行作业面顶板的支护管理，应当及时检查工作面顶板支护中可能存在的隐患，向责任人员通报，保证放炮作业时不出现安全问题。另外，解决安全风险问题时，应当保证掘进工作面后方通道畅通。放炮作业完成之后，必须防止长时间空顶问题，及时支护顶板。在支护阶段假如出现大面积冒顶，必须当即停止施工，等到安全方案确定后才能进行施工作业。

2 煤矿掘进工作面顶板支护管理技术要点

为全面优化煤矿掘进工作面顶板支护作业质量，要结合工程项目实际需求，全面践行规范管理方案，保证支护管理技术流程安全稳定，在完成临时支护作业后依照锚杆支护巷道顶板作业流程开展后续作业，对具体环节予以精细化落实，提高工程作业综合效益。

（1）临时支护

掘进工作面时，为保证后续作业的稳定和安全，要设置临时支护结构，有效避免空顶作业，保证工程项目的安全。与此同时，依照作业规程要求，测量工作面控顶距，并确保参数符合预期要求。结合行业作业规范可知，利用临时支护时，要确保支护方式、数量以及操作内容规范合理。

（2）锚杆支护巷道顶板作业

若是应用锚杆支护处理方式，锚杆锚固长度要控制在600mm以上，顶锚杆的锚固力要超出80kN。锚杆间距误差要在设计值±50mm以内，锚杆的托板结构紧贴岩面，锚杆外露长度适宜。借助锚杆钻机、风动扳手以及电动扳手等，依照规范流程完成锚杆安装，并依照规范完成锚杆锚固力的检查校准。在锚杆支护巷道的过程中，掘出作业结束后，顶板有效支护结构与煤头最大的空顶距离要控制在300mm以内，临时支护要将时间控制在4小时以内。

（3）锚索支护巷道顶板作业

在作业环节，若是交叉点巷宽在3.2m以上，一般优选锚索支护处理机制。锚索长度要结合巷道顶板岩层情况予以确定，维持在岩层后开展支护，锚索外露长度要控制在200mm以内。需要注意的是，出于安全考虑，要对锚索预紧力进行集中抽查和分析，预紧力在设计数值 80%以下时就要进行紧固。另外，锚索的各个组件无论是材质还是规格都要符合项目设计需求，确保锚梁网索联合支护巷道锚索支护处理能更好发挥作用，维持整体作业的安全性和规范性。

（4）过断层、岩性突变地段顶板管理

在煤矿掘进工作面顶板管理工作中，为更好发挥支护作用，要结合现场实际情况，选取适配的技术处理机制，保证衔接的合理性，避免隐患造成事故[4]。尤其是针对过断层结构、岩性突变地段等，要确保支护模式和处理方式能充分优化顶板管理质量。第一，要加大前期地质调研分析力度，着重分析和汇总数据，确保能依据实际情况设定技术方案和控制措施，确保顶板管理的科学性和稳定性。一般要设置一次成巷的应用模式，缩短围岩暴露时间，避免顶板出露后出现挠曲离层，优化顶板结构。当穿煤层或是遇到地质构造时，要借助可缩性支架支护结构，配合喷浆封闭处理机制，维持支护安全性。第二，在施工作业中，要严格依照管理规范和标准，确保交班、安全检查逐步落实，及时汇总并分析围岩稳定情况，一旦出现异常要及时处理。比如，掘进作业面临断层或者穿断层时，利用

U 型钢支架或者是 U型钢支架+锚网喷的复合支护模式，缩小棚距[5]。第三，巷道支架结构的背板要维持严密，提高支架对于围岩结构的支护水平，避免掘进中出现漏顶或者是漏帮问题。第四，破碎带掘进时，需秉持一次成巷的原则，减少围岩暴露时间的同时减少顶板出露后挠曲离层问题造成的影响，保证顶板稳定性满足设计预期。在掘进工作面临近断层或穿越断层时，利用 U 型钢支架支护配合复合支护，缩小棚距，维持作业安全，提高综合作业的质量。同时，要减少空顶距离，永久支护要紧邻工作面迎头位置。第五，若顶板特别松软破碎，可打楔子控制破碎顶板，条件允许采用顶板注浆锚固。

（5）强化作业管理

在煤矿掘进工作中，井内爆破作业非常关键。此时，要结合工程项目的收集情况和煤矿状态，优化顶板 支护管理，减少事故。爆破工作以及机械掘进工作开展后，会对矿体产生较大冲击，在冲击力作用下，顶板会出现不同程度的变形，压力也会增加，甚至造成顶板破碎等现象，引发坍陷事故。为此，要结合井内爆破作业规划，确保支护处理作业更加合理、有效。第一，要健全顶板管理规范控制机制，监督整个作业重点和难点，强化责任意识，完善顶板支护管理，保证爆破作业顺利开展。作业人员要结合爆破作业的基本制度，确保前期准备工作符合质量安全管理控制标准，及时检查现场作业环境。第二，要依据实际，保证支护合理性和规范性。在顶板施工支护环节中，要依照煤矿巷道作业流程和支护措施，确保支护合理性，要在清场工作结束后及时撤出支护区域，优化支护作业安全性。与此同时，为保证支护作业的稳定，在采煤掘进处理中，要监控支护环节，确保衔接的合理性，保障人身安全。第三，要落实实时性监督管理机制，主要是针对支护流程和后续管理，综合分析顶板安全干扰因素，及时制订有效的应对方案。

3 结论

总而言之，煤矿掘进工作中顶板支护处理非常关键，要结合实际情况适当采取临时性支护作业，并依照具体要求，选取适配的支护技术方案，确保支护作业能发挥作用，严格遵循支护管理制度，确保顶板管理合理性和规范性，对不同情况采取处理机制，及时检测分析并优化整改，为煤矿工作可持续健康发展奠定基础

参考文献

[1]陈高杰．煤矿井下掘进工作面顶板的管理［J］．石化技术，2020，27( 08)．

[2]徐成，陈雪敏，秦立朋．煤矿掘进工作面顶板支护管理技术分析［J］．内蒙古煤炭经济，2021( 07)．

[3]赵新增．煤矿掘进工作面支护研究［J］．能源与节能，2020( 02)

[4]范晓博.煤矿掘进工作面顶板支护管理技术［J］.矿业装备，2023（05）.

白斌斌 . 煤矿掘进工作面支护技术的研究应用 [J]. 矿业装备 , 2021(3)

作者简介：冯鑫鑫（1986.06--），男，河南新安人，本科学历，湖南科技大学，工程师。

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