煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的应用

煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的应用

刘高杰

郑州煤电股份有限公司芦沟煤矿 河南 郑州 452370

摘要：煤矿井下掘进巷道是煤矿开采的重要环节，做好巷道顶板支护工作对安全掘进巷道具有重要的保证性作用。目前煤矿井下巷道掘进顶板支护形式多种多样，从实际出发，选择合理的支护形式，做好顶板管理工作，保证巷道掘进的质量与安全，为矿井的安全生产奠定基础。本文基于煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的应用展开论述。

关键词：煤矿井下；巷道掘进；顶板支护技术的应用

引言

当前，对煤矿井下巷道掘进顶板支护技术应用的分析，能够更好地强化煤矿井下巷道掘进中的顶板支护工作，确保井下巷道的可靠性和安全性。

1巷道的地质条件

我国厚煤层赋存占有很大的比重，开采厚煤层的方法主要为大采高和放顶煤开采。这2种方法各有其优点。厚煤层开采对工作面运输能力、通风能力以及开采能力有着较高的要求，大采高工作面对巷道断面和稳定性的要求更高。由于巷道断面的增大，巷道围岩悬露面积大，围岩更容易破碎变形，巷道稳定性差。因此采取合理的支护技术对巷道的安全使用有着重要的意义。但对于地质结构较差的地段，必须加强顶板支护的管理工作，确保安全施工。如果无法提前侦探，做好合理规划的话，不仅可能会因为突发情况降低掘进进度，还会酿成安全事故，造成人员伤亡，影响矿井的安全生产和健康发展。

2目前煤矿井下巷道掘进采取的支护模式

2.1采用矿用支护型钢模式

煤矿井下巷道掘进一般会采用矿用支护型钢模式来对顶板起到支护作用，在选择使用什么类型的矿用支护型钢时，需要根据钢是否具有较好的韧性以及抗拉性；还需要关注井下巷道里面支架的横向承受强度和纵向推力大小，所选择的支架不但要承受住横向的压力还要承受纵向的推力；支护型钢在使用过程中需考虑支架本身可能具有收缩和伸展的功能。

2.2采用预留柱支护模式

以往煤矿井下巷道掘进中预留柱的支护模式是普遍实行的。预留柱支护模式是指预先保留一段在上下区段的中间部分。该模式是支护模式中最基础的，然而该模式的实施成本较高，维护费用也较大。

2.3采用可缩性支架模式

可缩性支架模式是用金属一类具备收缩能力的支架来承载横向和纵向的压力。相关数据显示，可缩性支架的承载能力受到多方面影响，包括支架的整体情况和各个零部件的连接情况。对一个支架的承载能力的分析，需要观察支架是否出现变形的现象。通常情况下，支架的最大承载能力和真实的承载能力是不一致的，对比两者的数据之后，就可以了解可缩性支架的具体工作状态，客观的评价可缩性支架的承载作用。

2.4锚网支护模式

锚网支护是利用锚杆（索）、钢筋网、钢筋梯子梁对巷道帮顶进行支护的技术。该技术先进、经济合理、安全可靠，施工规范，现已在矿井巷道掘进支护中广泛使用。

3岩巷掘进工作面

鉴于锚杆（索）作为主动支护能够更好地维护围岩的稳定性，我矿岩巷及煤巷沿顶掘进工作面采用全锚网支护，巷道设计为矩形断面，两帮设计高度3.0m，巷宽4.5m，顶板采用锚杆（索）、钢筋网（顶板破碎时采用菱形网）、钢筋梯子梁支护，两帮采用锚杆（索）、钢筋网、钢筋梯子梁支护。进行支护设计时，采用悬吊理论对顶板锚杆（索）参数进行计算、选取，并最终确定合理的支护间排距。进行全锚网支护时，如遇地质条件发生变化时，如顶板较为破碎、过断层、顶板淋水严重等地质条件比较复杂的情况下，需减小顶板及两帮支护间排距、补打锚索或架棚支护等措施进行加强支护，进行矿压观测，对观测数据进行分析，进而对支护设计进行优化。

全锚网支护排距0.8m（若遇围岩坚硬稳定，可根据现场实际情况调整排距为1.0m）。顶板采用6根锚杆配合钢筋网、钢筋梯子梁支护，锚杆规格为：Ф22×2400mm的左旋无纵筋锚杆，间排距800×800mm；顶板每排打设3根规格为：Ф18.9×6200mm的预应力钢绞线锚索（遇断层及地质破碎带顶锚索规格为：Ф18.9×8200mm的预应力钢绞线），间排距1200×800mm，以巷顶中线为中两侧对称布置；帮部每排各打设2根规格为Ф18.9×5200mm的预应力钢绞线锚索，间排距为1500×800mm；帮部为碴时护表构件为钢筋网、钢筋梯子梁（帮部为煤时，钢筋网、钢筋梯子梁配合黑色硬质塑料网）支护，锚杆间排距600×800mm。

4煤巷掘进工作面

煤巷在煤层内掘进，顶部破碎处采用型钢架棚支护。在特殊地点施工顶板支护采取措施：过老巷，严格按挂中、腰线施工，根据现场实际情况可适当缩小支护棚距；过断层，地测防治水科加强测量，及时掌握收集地质资料，搞好地质预报，指导施工队严格按层位施工，根据现场岩性情况适当调整棚距，帮顶要背紧背严，杜绝空帮空顶现象。

5提升支护质量的策略

煤矿的开采要求巷道的布置及顶板支护必须科学合理，保证巷道掘进的质量。因井下地质复杂，煤层赋存不稳定，顶底板起伏及断层的存在，就必须科学的布置巷道和选择支护形式。

建立标准化管理制度，采用合理的支护形式和设计，保证巷道安全掘进。首先，建立健全相关规章制度，明确技术人员职责。其二，地质测量部门要及时并做好地质预测预报，让施工单位清楚煤层赋存状况、顶底板岩性、地质构造等方面的信息，便于有针对性的进行顶板管理。其三，合理的布置巷道，主要巷道应当布置在岩层层位稳定的区域内或无突出危险的煤层内，应当合理的避开地质构造带和集中应力影响的范围内。其四，根据矿井采掘作业接替计划，采用科学合理的掘进顺序，减少因巷道之间的矿压影响而增加巷道维修量。其五，依据掘进巷道所在的层位、煤岩情况，选择合理的支护形式和设计。巷道采用锚喷、锚杆（索）支护，支护质量的检查和监测需增强，保证锚杆（索）的预紧力、张拉力及喷层厚度符合质量要求，进行矿压观测，保证巷道的可靠性和安全性。进行全锚网支护时，如遇地质条件发生变化时，如顶板较为破碎、过断层、顶板淋水严重等地质条件比较复杂的情况下，需减小顶板及两帮锚杆间排距、补打锚索或架棚支护等措施进行加强支护。在采空区内掘进及过老巷、过断层掘进期间，因顶板破碎，采用锚网支护不利于顶板的管理，应采用架棚支护，小棚距掘进，打设联锁杠等措施加强支护。其六，对施工人员的顶板管理方面的培训要加强，使其依照《煤矿安全规程》、作业规程、措施及相关标准进行施工，保证顶板支护的质量和可靠性。

结束语

在煤矿掘进巷道的施工中，顶板支护的安全性和可靠性非常重要，只有对其进行科学合理的支护，并加强工作面工程质量的管理，才能保证工作面顶板支护的安全性和可靠性。科学合理的布置巷道和掘进顺序，依据巷道层位选取科学合理的支护形式和支护设计、加强工程质量的管理、进行矿压观测、采取联合支护等加强支护措施，并严格落实顶板支护技术措施，使顶板支护安全可靠，为矿井的安全生产和高产高效提供有力保障。

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