閆東(山西煤炭運銷集團泰山隆安煤業(yè)有限公司，山西 忻州 034000)

0 引言

在我國現(xiàn)有的所有能源中，煤炭有著非常重要的地位。因此，確保煤炭工業(yè)的安全運行至關(guān)重要。煤礦地下巷道的掘進是煤礦工業(yè)中很重要的一個內(nèi)容，操作起來比較復(fù)雜，綜合性極強。煤礦的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和采礦要求對于開展煤礦井下巷道掘進工作非常重要，相關(guān)的技術(shù)人員必須去根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)和采礦的要求，選擇合適的掘進設(shè)備和掘進技術(shù)，為煤礦井下巷道掘進工作的順利進行打下保障。煤礦開采作業(yè)會受到很多因素的影響，在實際開采過程中，事物和條件具有動態(tài)性，會發(fā)生變化，相關(guān)人員要學會合理控制這些變化。地層應(yīng)力會影響巷道的穩(wěn)定性，要想確保巷道的穩(wěn)定性，就需要為頂板提供足夠的支護，那么采用科學合理的支護技術(shù)就非常重要，它有利于巷道工作的有序開展。

1 煤礦井下巷道掘進的支護形式

1.1 錨桿支護

在對井下的頂板進行支護時，最常用的一種方法是錨桿支護，在具體施工過程中能夠保證工作性能，并且能夠給企業(yè)帶來一定的收益。鋼帶、錨桿以及托盤是錨桿支護的主要零件，承載能力主要是鋼帶進行提供的，延伸能力主要是錨桿進行提供的，托盤的作用是連接，這些構(gòu)件共同組成了錨桿支護，并且使其具有一定的支護效果。

1.2 型鋼支護

煤礦隧道支護過程中使用的鑄鋼為工字鋼和工字鋼，應(yīng)根據(jù)實際的地面支護需求選擇合適的鋼種。型鋼支架通常以橢圓形，半圓形拱形和圓形橫截面的形式用于公路支架。如果常用的支護鋼具有良好的韌性，剪切強度，抗壓強度和拉伸性能，則可以適應(yīng)惡劣的地下巷道支護環(huán)境。在實際的支護過程中，道路支護主要抵抗縱向推力和各種側(cè)向載荷，因此，為了給道路提供足夠的支護，鋼型材必須在這兩個方向上都具有良好的承載能力。地下通道中使用的支撐段的橫截面形狀受地層荷載作用下?lián)锨文Ａ康挠绊憽Ｐ弯撝ёo的承載能力和彎曲截面模量越近，鋼型材的總承載能力就越高。幾何形狀也會影響型鋼支架的收縮性能，因此承載能力會根據(jù)型鋼的形狀而變化。鎖定支撐鋼的形狀并使其滑動時，應(yīng)堅持滑動所需的最大接觸面面積，并且應(yīng)始終將力保持在最佳狀態(tài)。

1.3 預(yù)留煤柱支護

預(yù)留煤柱支護技術(shù)是比較傳統(tǒng)的頂板支護技術(shù)，它在使用時通常用于巷道的上下區(qū)段，相比于其他類型的頂板支護技術(shù)，它的適用性和實際性較強，主要是因為它操作起來比較簡單，施工比較方便。預(yù)留煤柱支護技術(shù)具有兩面性，有優(yōu)點也有缺點，優(yōu)點是它能夠通過改善巷道的通風和排水能力，來提高巷道環(huán)境的質(zhì)量。缺點是它的經(jīng)濟效益較低，在實際的使用過程中，它需要的工作人員和工作設(shè)備比較多，增加了成本，不利于經(jīng)濟效益的獲得。煤柱是預(yù)留煤柱支護技術(shù)的核心，煤柱的質(zhì)量與整體的支護效果有著密切的聯(lián)系，一榮俱榮，一損俱損，如果煤柱受到損害，首先它不僅會影響整體的支護效果，而且還會對施工人員造成一定的傷害。當前，隨著煤礦行業(yè)的不斷發(fā)展，煤礦巷道開采作業(yè)也發(fā)展越來越迅速，各種地層應(yīng)力也越來越多，這些地層應(yīng)力會受到煤柱的作用而轉(zhuǎn)移到煤柱的底部，在煤柱的底部形成一個應(yīng)點，當這個應(yīng)點積累到一定的程度，就會對巷道造成影響，進而影響巷道支護工作的進行。

2 影響煤礦井下巷道掘進頂板支護技術(shù)穩(wěn)定性的因素

2.1 施工工藝

施工工藝的控制是提高煤礦井下巷道掘進技術(shù)水平的重要保證，目前在我國巷道掘進技術(shù)中已廣泛采用了鉆爆掘進法，這種掘進法應(yīng)用比較普遍，具有較高的效率，能夠加快掘進速度。但是，如果工藝應(yīng)用不夠規(guī)范，不夠合理，那么就會影響巷道掘進頂板支護技術(shù)的穩(wěn)定性，嚴重情況下，甚至可能導(dǎo)致巷道塌陷，就會威脅到相關(guān)工人的生命和財產(chǎn)安全，同時也會給煤礦造成很嚴重的經(jīng)濟損失。在應(yīng)用鉆爆掘進技術(shù)之前，應(yīng)特別注意以下兩個方面：

(1)有必要在鉆爆之前準確計算出火藥的負載量，這對爆破效果非常重要，如果計算不準確，可能會降低爆破的效果，也可能增強爆破的效果，導(dǎo)致一些傷亡；

(2)需要找到爆炸的確切位置，避免損害周邊的環(huán)境。以上兩個操作需要進行更精確的計算，以確保巷道的鉆爆能夠發(fā)揮應(yīng)有的作用和功能，并確保煤礦井下掘進的頂板支護工作有序進行。

2.2 煤礦井下巷道的工作環(huán)境

頂板支護工作是在地下環(huán)境中進行的，在屋頂安裝過程中，員工也在地下。因此，煤礦井下巷道的施工環(huán)境與頂板支護工程有關(guān)，因此對頂板支護工程的最終效果具有非常重要的影響。地下巷道的條件因地區(qū)而異，如果地下環(huán)境良好，則道路本身可以滿足要求和標準，在這種情況下，員工可以適當減少所使用的支撐護件數(shù)量。根據(jù)實際施工情況支護，它不僅可以節(jié)省地下道路空間，而且可以提高煤礦生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，同時降低煤炭生產(chǎn)成本，提高礦業(yè)公司的整體經(jīng)濟效益。但是，如果地下環(huán)境較為復(fù)雜，施工人員應(yīng)根據(jù)實際情況增加支架數(shù)量和支架數(shù)量，以確保施工安全。當然，增加機架數(shù)量不僅減少了巷道的稀缺空間，而且增加了煤炭開采成本。因此，可以看出，煤礦巷道的環(huán)境質(zhì)量直接關(guān)系到煤礦生產(chǎn)的效率和煤礦運營過程中工人的安全。

2.3 存在安全性隱患

安全是所有生產(chǎn)行業(yè)都必須注意的重要問題，地下巷道頂板支護技術(shù)的安全問題對整個煤礦都具有重大影響。因此，有關(guān)部門應(yīng)更加重視車頂行李架技術(shù)。研究數(shù)據(jù)表明，約有四分之三的煤礦事故是由頂板支撐問題引起的。有關(guān)人員應(yīng)了解煤礦所在的地質(zhì)條件，并在各個區(qū)域采取針對性的行動。在一些有煤礦的地區(qū)，圍巖的穩(wěn)定性相對較低，它支撐了頂板，并且不影響頂板的支撐功能。在煤礦開采過程中，道路條件復(fù)雜，地下環(huán)境變化頻繁，圍巖經(jīng)常發(fā)生位移和變形，這對道路建設(shè)不利。圍巖的變形是自然現(xiàn)象，不能通過添加弧來改變。但是，圍巖的破壞會影響頂板的剛度并增加風險，從而影響煤礦。

3 煤礦井下巷道掘進頂板支護技術(shù)的優(yōu)化措施

3.1 做好施工前的準備工作

在開挖道路之前，有關(guān)技術(shù)人員應(yīng)進行詳細的勘測，對煤礦現(xiàn)場進行勘察，了解地質(zhì)運動的特點，并根據(jù)實際情況選擇合理的頂板支護方法。在施工之前，有必要預(yù)先預(yù)測施工過程中可能出現(xiàn)的一些問題和故障，以便制定適當?shù)膽?yīng)急計劃。在規(guī)劃和設(shè)計過程中，應(yīng)優(yōu)先考慮施工人員的安全并選擇最佳的施工方法。在完成施工計劃的初步設(shè)計后，相關(guān)的設(shè)計人員和技術(shù)人員應(yīng)與施工人員討論此事，以快速完善并找到施工計劃，確保計劃的合理性，并確認施工合理。根據(jù)該計劃，可以獲得良好的建筑效果并且可以降低成本。設(shè)計人員應(yīng)事先聲明機械設(shè)備及其在施工過程中使用的數(shù)量，并提前檢查設(shè)備，以查看機械設(shè)備在施工過程中是否可以正常使用。在實際施工過程中，施工隊必須嚴格執(zhí)行安全施工計劃，并做好煤礦的掘路，頂棚支護工作。

3.2 對井巷道頂板的承受力進行提升

在對井下巷道進行處理時，要重視對地理環(huán)境進行檢測和分析，這樣才能夠保證頂板支護的科學合理性，在此過程中，還要制定相應(yīng)的安全保障方案。在對方案進行設(shè)計時，要明確支護模式，如果要對井下巷道的頂板支護進行設(shè)計，那么還要明確施工材料的數(shù)量和支護方式。確保工作流程設(shè)計具有科學合理性，相關(guān)設(shè)計工作在完成之后，要認真的編制掘進作業(yè)規(guī)程，現(xiàn)場嚴格按規(guī)程施工，確保工作質(zhì)量得到有效的提升。

3.3 完善設(shè)備與掘進工藝

施工技術(shù)的選擇也是有一定的講究的，主要是與巷道的地質(zhì)構(gòu)造和基礎(chǔ)條件有關(guān)，如果建設(shè)的巷道地質(zhì)構(gòu)造和基礎(chǔ)條件相對來說都比較好的話，那么所使用的施工技術(shù)就要中心低，結(jié)構(gòu)密集，破巖能力強，如果巷道的地質(zhì)構(gòu)造和基礎(chǔ)條件比較差，那就另當別論了。在實施這項掘進施工技術(shù)時，所使用的設(shè)備是懸臂式隧道掘進機和整體式錨桿平臺，具有很強的生產(chǎn)能力，可以更好地適應(yīng)生產(chǎn)需要。同時，液壓系統(tǒng)本身具有自動加油裝置，具有較高的穩(wěn)定性和可靠性，可以使用液壓馬達或直接驅(qū)動裝載機構(gòu)。在引入設(shè)備方面，在支護巷道頂板的過程中，可以選擇使用可伸縮的支護材料，例如錨索和錨網(wǎng)，同時在建筑中使用機械化工作。錨固一體機，連續(xù)采煤機等設(shè)備可以提高掘進速度和施工質(zhì)量。

3.4 引進新工藝，加強監(jiān)管力度

科學技術(shù)是生產(chǎn)的支柱，任何行業(yè)如果想要發(fā)展，那么它在生產(chǎn)和運營過程中就不可避免的要使用科學技術(shù)。因此煤礦想要在當前的市場競爭中有一席之地，那么它就必須大膽引進新技術(shù)，并將新技術(shù)運用到采掘作業(yè)中，促進采掘作業(yè)信息化、自動化、智能化。新技術(shù)的應(yīng)用可以確保工作人員的生命和財產(chǎn)安全，提高煤礦生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。當前，需要加強對頂板支護技術(shù)的研究，不斷創(chuàng)新頂板支護技術(shù)的使用效果。安全生產(chǎn)是我們的首要任務(wù)，煤礦應(yīng)優(yōu)先考慮員工的生命安全，明確頂板支護技術(shù)使用的標準，建立和完善相關(guān)的監(jiān)測手段，加強對員工的進行安全培訓，提高員工的安全意識。

4 結(jié)語

當前我國處于社會發(fā)展迅速時期，如果想要在這一時期實現(xiàn)煤礦企業(yè)的快速健康發(fā)展，那么就有必要重視巷道掘進頂板支護技術(shù)的使用，這不僅是煤礦企業(yè)生產(chǎn)的主觀要求，而且也反映了煤炭開采的發(fā)展趨勢。煤礦井下巷道掘進頂板支護技術(shù)與煤礦企業(yè)的經(jīng)濟效益有著直接的聯(lián)系，在煤礦井下巷道掘進的過程中，如果使用頂板支護技術(shù)能夠促進煤礦企業(yè)的發(fā)展，使煤礦企業(yè)獲得更多的經(jīng)濟效益和社會效益。文章主要分析了頂板支護技術(shù)在使用過程中存在的一些問題，并針對這些問題提出了一些建議和措施，希望能夠引起相關(guān)人員對頂板支護技術(shù)使用的重視，加強對頂板支護技術(shù)的研究，進而促進煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。