任士鵬　孫勇　孫為民

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)水平的日益進(jìn)步，煤礦井下開采業(yè)也處于蓬勃迅速發(fā)展中，井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)作為關(guān)系到煤礦安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益的重要技術(shù)，受到相關(guān)行業(yè)的關(guān)注和重視。井下巷道快速掘進(jìn)技術(shù)仍是一項(xiàng)較為復(fù)雜的技術(shù)，它需要技術(shù)人員選擇合理科學(xué)的施工工藝和先進(jìn)設(shè)備，并據(jù)井下實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整進(jìn)度并安排最合適的掘進(jìn)速度。快速掘進(jìn)要以掘進(jìn)巷道支護(hù)為基礎(chǔ)，采取科學(xué)高效的支護(hù)技術(shù)，優(yōu)化掘進(jìn)施工工藝進(jìn)一步研究頂板支護(hù)管理和控制技術(shù)，分析有特點(diǎn)的具體案例，這對(duì)整個(gè)煤礦快速掘進(jìn)的發(fā)展和安全有著重要的意義。

Abstract： With the development of China's economy and the increasingly advanced level of science and technology， the underground coal mining industry also has a rapid development. Underground roadway driving roof support technology， as an important technology related to coal mine safety production and economic benefits， concerned by related industries. The rapid excavation technology for underground tunnels is still a relatively complicated technology. It requires technicians to choose reasonable and scientific construction techniques and advanced equipment， and adjust the schedule and arrange the most appropriate tunneling speed according to the actual conditions of the underground. The rapid excavation should be based on the support of the heading roadway， adopt scientific and efficient support technology， optimize the construction technology of the excavation， further study the roof support management and control technology， and analyze the specific specific cases， which has important significance on the development and safety of the rapid excavation of the entire mine.

關(guān)鍵詞：煤礦;巷道掘進(jìn);頂板支護(hù)技術(shù)

Key words： coal mine;roadway excavation;roof support technology

中圖分類號(hào)：TD353? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1006-4311（2020）05-0149-02

0? 引言

對(duì)于開拓掘進(jìn)行業(yè)來講，煤礦井下巷道掘進(jìn)工作是一項(xiàng)比較復(fù)雜的系統(tǒng)性工作，不僅要結(jié)合地質(zhì)構(gòu)造來控制掘進(jìn)速度還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件合理選擇施工工藝和先進(jìn)設(shè)備，同時(shí)在地質(zhì)勘察技術(shù)的配合下，才能更好的完成井下巷道掘進(jìn)支護(hù)工作。在巷道快速掘進(jìn)過程中，就得更好的對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)，首先就要對(duì)頂板支護(hù)形式進(jìn)行分析，對(duì)井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)過程中存在的問題和影響因素進(jìn)行探究，從而找出相對(duì)應(yīng)的技術(shù)措施。

1? 井下巷道掘進(jìn)的幾種支護(hù)付方法

1.1 錨噴式支護(hù)

可縮性的支架是由一種較為特殊的金屬制造而成，它的荷載能力受到很多方面的因素影響，像連接件的工作狀態(tài)，支架的整體構(gòu)造狀況都會(huì)對(duì)其產(chǎn)生一定的影響。值得一提的是，這種支架所能夠承受的力度是在研發(fā)時(shí)測(cè)量出來的定量，因此，在使用這種支架時(shí)就要精確無誤的判斷他所承受的范圍，注意此支架可能出現(xiàn)變形的問題。一般情況可縮性支架的極限承受能力要超出它實(shí)際的承受能力，此種極限極可能會(huì)有一定的安全隱患，所以技術(shù)人員在使用這種支架時(shí)，要時(shí)刻注意它的情況，最好不超出其實(shí)際的承受能力。

1.2 使用預(yù)留柱來進(jìn)行支護(hù)

使用預(yù)留柱來支護(hù)可以說是一種比較傳統(tǒng)的支護(hù)方式了，在實(shí)踐操作上有一定的經(jīng)驗(yàn)。預(yù)留柱支護(hù)就是在一個(gè)區(qū)間內(nèi)，在其上下區(qū)段之間會(huì)留有一定的寬度空隙，這種方式就有效錯(cuò)開了整個(gè)面積帶來的壓力，在一定程度上可以減少壓力帶來的荷載。雖然這種方法操作原理簡(jiǎn)單，但是卻可以有效的對(duì)頂板進(jìn)行支護(hù)。由于這種方法的成本代價(jià)很高，并且也比較難維護(hù)，因此在探求其他的方式去替代，但是它還是有用武之地的。

1.3 錨桿支護(hù)

錨桿支護(hù)屬于一種形式構(gòu)造的方式，主要有錨桿體、鋼帶、托盤和網(wǎng)幾種構(gòu)件組成，作為一種經(jīng)常用到的支護(hù)技術(shù)，在煤礦巷道支護(hù)方面起到抗拉和抗剪的功能，在巷道表面受到壓力和巷道巖體接觸時(shí)，金屬托盤可以預(yù)防圍巖脫離層面的問題，并且可以很好的控制圍巖節(jié)理裂縫舒張和結(jié)構(gòu)面的滑動(dòng)現(xiàn)象。支護(hù)面緊貼巷道的表面，該技術(shù)的使用不僅能夠改善巷到的結(jié)構(gòu)，同時(shí)還能夠達(dá)到提高煤炭效益以及產(chǎn)量的效果，可以有效的防止圍巖中落石的散落，錨桿支護(hù)適應(yīng)于煤礦快速掘進(jìn)施工，經(jīng)濟(jì)、快捷、操作簡(jiǎn)單，嚴(yán)格監(jiān)督管理，禁止工作量打折扣，避免出現(xiàn)安全事故。

2? 影響快速掘進(jìn)中頂板支護(hù)穩(wěn)定性的因素

2.1 施工巷道地理位置

地質(zhì)條件是對(duì)巷道穩(wěn)定性造成影響的重要決定原因之一，可能會(huì)造成巷道支護(hù)工作造成施工難度。圍巖是巷道快速掘進(jìn)的重要影響因素，它的存在能夠?qū)ο锏榔鸬胶芎玫闹ёo(hù)作用，可能會(huì)在巷道快速掘進(jìn)過程中，因施工強(qiáng)度不斷增大會(huì)造成其位移，并可能會(huì)巷道整體位置的形狀標(biāo)準(zhǔn)的改變和偏移，對(duì)施工安全造成威脅。若加上巷道所處位置與水源的位置相距較近，極可能會(huì)造成巷道的疏松和變軟，并對(duì)掘進(jìn)巷道的穩(wěn)定性可能產(chǎn)生極大影響，且會(huì)造成開拓巷道的塌陷。巷道快速掘進(jìn)工作中許多機(jī)械設(shè)備，工作時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)、壓力等都可能影響巷道的支護(hù)狀況，造成整個(gè)施工地點(diǎn)的安全威脅問題。

2.2 影響因素分析

一是井下地質(zhì)構(gòu)造因素。在井下巷道施工過程中，對(duì)于巷道頂板支護(hù)產(chǎn)生影響的因素較多，因此在一些地質(zhì)及基礎(chǔ)條件相對(duì)比較好的地段，是可以加快掘進(jìn)的速度，而對(duì)于一些比較復(fù)雜的多變地段地質(zhì)條件，煤巖層的穩(wěn)定性差，對(duì)掘進(jìn)的速度和施工質(zhì)量帶來多變的影響，頂板也極易發(fā)生碎裂，從而會(huì)導(dǎo)致頂板坍塌冒落事故發(fā)生;二是掘進(jìn)工藝因素。目前在煤礦巷道掘進(jìn)施工中，主要采用的是鉆爆法，無論是在鉆爆還是在基本施工過程中，都會(huì)有很多的不可控因素對(duì)施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，而一些施工工序的順序和工藝也是影響支護(hù)安全的重要因素，很多時(shí)候這些也會(huì)對(duì)支護(hù)施工帶來一定的阻礙，并對(duì)巷道安全產(chǎn)生威脅，因此必須加強(qiáng)控制。

3? 提高煤礦巷道支護(hù)技術(shù)的措施

3.1 提升快速掘進(jìn)施工技術(shù)裝備工作

①在巷道進(jìn)行頂板支護(hù)的時(shí)候，要根據(jù)井下地質(zhì)構(gòu)造情況結(jié)合巷道圍巖的力學(xué)性質(zhì)來采取合適的支護(hù)方式。特別在重點(diǎn)工作區(qū)域的安全防護(hù)工作要做細(xì)，通過先進(jìn)的安全監(jiān)測(cè)技術(shù)確保整體工作區(qū)域安全。②設(shè)計(jì)施工技術(shù)要完善。避免快速掘進(jìn)時(shí)頂板支護(hù)的施工設(shè)計(jì)有缺陷，完善和明確頂板支護(hù)的材料數(shù)量、尺寸以及支護(hù)方式等和相關(guān)掘進(jìn)人員要進(jìn)行技術(shù)交底工作，叮囑好施工人員規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，監(jiān)督工作過程中打折扣，確保符合煤礦巷道掘進(jìn)要求。

3.2 支護(hù)施工的安全要加強(qiáng)管理

煤礦井下巷道快速掘進(jìn)作業(yè)中，頂板的支護(hù)施工極容易受外界因素影響而出現(xiàn)坍塌冒頂問題，就得需要嚴(yán)格的管理措施加強(qiáng)安全方面的技術(shù)監(jiān)督管理。①安全監(jiān)督管理機(jī)制要建立健全，為支護(hù)過程的安全與效率提供制度保障。質(zhì)量監(jiān)督檢查機(jī)制是不可缺少的重要內(nèi)容，參加施工人員須嚴(yán)格遵循各項(xiàng)制度進(jìn)行工作，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)處理，保證支護(hù)施工中不存在任何安全隱患。②根據(jù)綜地質(zhì)條件合考慮多項(xiàng)因素，選擇合理的支護(hù)工藝技術(shù)優(yōu)化支護(hù)效果。③嚴(yán)格施工人員培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)交流，施工人員的專業(yè)操作能力與綜合素質(zhì)知識(shí)水平對(duì)施工質(zhì)量的較大影響，培養(yǎng)一支操作水平高、技術(shù)素質(zhì)好的施工隊(duì)伍，強(qiáng)化施工人員的安全行為意識(shí)，提高業(yè)務(wù)操作技術(shù)水平，從而提高頂板支護(hù)速度和質(zhì)量的能力。

3.3 預(yù)留煤柱

預(yù)留煤柱工藝技術(shù)是一種巷道支護(hù)非常重要又傳統(tǒng)的形式，耗費(fèi)往往比較大，在巷道的上區(qū)屬運(yùn)輸平巷下區(qū)屬回風(fēng)巷時(shí)，可以預(yù)先在上、下區(qū)段都留出一定較寬度的煤柱，做到確?；仫L(fēng)平巷能夠具備躲避支撐壓力的峰值區(qū)域。預(yù)留煤柱的支護(hù)工藝形式相對(duì)比較簡(jiǎn)單，能利于通風(fēng)排水，缺點(diǎn)是該支護(hù)技術(shù)的耗費(fèi)能力比較大，煤柱損失過大會(huì)增加了巷道的維護(hù)難度。若煤柱的支撐壓力輸送到煤柱底部，肯定影響到臨近巷道安全的穩(wěn)定，并且還會(huì)對(duì)臨近煤層開采安全造成一定的威脅，有可能產(chǎn)生沖擊地壓的安全隱患，為了保障掘進(jìn)施工安全，盡量消除煤層沖擊隱患，合理控制預(yù)留煤柱的寬度，加強(qiáng)煤柱設(shè)置管理。

4? 結(jié)束語

總而言之，煤礦巷道快速掘進(jìn)施工工藝和支護(hù)技術(shù)是煤礦開拓的重要步驟，對(duì)煤礦的順利開拓掘進(jìn)有非常重要的作用。煤礦快速掘進(jìn)和頂板支護(hù)技術(shù)對(duì)煤礦專業(yè)性要求很高，這兩項(xiàng)復(fù)雜的工作技術(shù)對(duì)施工人員的生命和煤礦開拓有著最基本的影響，必須在思想上高度重視，為提高煤礦巷快速道掘進(jìn)施工的工作速度，確保安全性和可靠性，一定把地質(zhì)構(gòu)造條件和施工工藝方法結(jié)合起來，嚴(yán)格控制速度和位置，采用先進(jìn)高科技的掘進(jìn)設(shè)備。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄢耀.煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)研究[J].河南科技，2016（12）：35-37.

[2]李超.略論煤礦井下巷道掘進(jìn)銜接工作的開展[J].科技風(fēng)，2015（4）：132-134.

[3]張占濤.大斷面煤層巷道圍巖變形特征與支護(hù)參數(shù)研究[D].煤炭科學(xué)研究總院，2009.