习水县富泓煤矿 564615
摘要：当前，在我国煤矿开采的过程中，安全事故时有发生，最常见的煤矿事故就是矿井塌方，一旦出现类似安全事故，会严重危及矿井工作人员的生命安全，同时还会导致煤矿开采的停滞，影响行业的发展。为了提升煤矿开采过程中的安全性，要对巷道的顶板进行合理的支护，确保矿井不会出现塌方等问题，在开采过程中，要结合地勘报告和实际的环境选择合适的支护方式，在巷道掘进中常用的支护方式有可缩性支架支护、锚杆式支护、临时支护，这些支护技术各有优缺点，在巷道掘进时要合理选择。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对巷道快速掘进顶板支护技术的分析提出了一些建议，仅供参考。
关键词：巷道快速掘进；顶板支护；技术分析
引言
煤作为我国能源结构的重要组成部分，对于确保社会经济的可持续发展具有十分重要的现实意义。但是在煤矿的开采过程中会受到多种不利因素的影响，这就会给施工人员和开采设备的安全造成严重的威胁。顶板支护施工作为煤矿井下巷道掘进开采工作的重要组成部分，为了确保支护施工质量符合安全生产的需求，就需要对煤矿的地质情况进行系统全面的调查研究，进而选择有针对性的顶板支护技术，从而为顶板提供足够的支撑，确保其能够始终处于稳定的状态，从而为煤矿井下掘进开采工作的顺利实施建立良好的基础。
1、煤矿巷道掘进施工技术的重要性
巷道施工的具体流程中，一般是通过多点展开，最后贯通。这种操作模式，如果在点与点之间的操作出现误差，加之沟通不及时，不能有效衔接，导致最后各点间无法连接。也就是说，在整个巷道的操作过程中，必须要做好细节工作，精确到点，不到最后阶段切不可麻痹大意。一招失误全盘皆输，必须按照工艺严格执行。此外，在具体的施工阶段，必须要结合现场需求，不断提升原有技术和操作模式，为现场作业做好质量把控工作。施工技术是影响工程质量的要素，决定着整个开采作业的工作效率。特别是巷道掘进环节，更是重中之重，测量精准度和支护技术的高低是项目正常开展的前提。反之，如果该环节中出现严重失误，到最后无法有序点点衔接，将会给工程造成无法弥补的损失。所以，相关企业要从根本上提高思想认识，在保证工期的前提下，不断完善现有工程技术。
2、煤矿掘进支护中存在的问题
2.1工程技术因素
煤矿掘进技术主要分为两大类，一类是钻爆法，另一类是综合掘进法，针对不同的工作场景选用不同的掘进技术。在煤矿的开采过程中，要充分发挥好开采技术在巷道掘进中的作用，不仅需要提高掘进的机械化程度，提高设备的准确性，减少不必要的经济损失和人力资源的浪费。有了准确适用的机械设备，还需要良好的配套技术，一个工程项目的顺利开展除了需要良好的技术支持，还需要良好的作业团队以及专业知识技术都具备的施工人员，二者缺一不可。所以要加强工作人员的技术培训，提高每个人的安全意识和采矿所需的专业知识，以及操作机械设备的能力与水平，提高整个建设队伍的综合素质。
2.2煤矿井下巷道的环境状况
由于顶板支护整个施工过程都是在井下巷道中完成的，顶板相关装置的设置工作也需要在巷道中进行，因此，巷道的环境状况会对顶板支护的整个实施过程造成不同程度的影响，进而会影响到顶板支护的施工质量。当井下巷道的施工环境较好，这就能够为施工人员提供舒适的支护施工环境，进而能够为高质量的支护施工建立良好的基础。同时，所需要的支架数量也能适当减少，降低支护所占用的空间，为井下巷道的掘进工作提供充足的空间，进而有助于促进掘进工作效率的不断提高。但是当井下巷道的掘进环境非常恶劣时，会给整个支护施工造成不小的阻碍，不仅会影响顶板支护的施工效率和质量，而且所需要的支架数量非常多，会严重占用井下巷道开采的施工空间，不利于掘进开采工作的顺利实施。
2.3支护材料问题
煤矿掘进过程中发生得较多的安全事故就是煤矿顶板坍塌等事件，导致这一事故发生的原因有很多，例如地震、地质构造变动等自然因素，最主要的一个原因是巷道的支护材料和设备不合格，从而无法承受顶板的重力造成顶板事故的发生。要发挥好支护技术在巷道掘进中的作用，保证巷道顶板的稳定性，不仅需要提高掘进的机械化程度，改善支护设备，还需要良好的支护材料，一个工程项目的顺利开展最基础的就是设备和材料是符合施工要求的，才能进一步发挥支护作用。
2.4巷道围岩的强度
巷道保护支撑与围岩坚硬度有着密切联系。通常来说，锚杆支护支撑效果越明显，围岩强度就会越大，支撑力度也会得到明显增强。围岩与地质应力的关系也会对支撑效果产生影响。当地应压力比较大时，顶板处产生的位移不大，此时会起到一个很好的支撑保护作用。由此可见，围岩强度在支护技术中起到的作用不容忽视，在采掘巷道的过程中相关人员应当对此引起重视。
2.5巷道断面形状与尺寸
随着巷道掘进工作开展，巷道的支护作业应对矿井巷道形成有力的支撑，这就要求对巷道断面的形状及尺寸有所掌握，以便分析巷道断面处的应力分布情况，所以，在掘进及支护过程中应对巷道断面加以调节，进而有效避免断面应力集中的情况。
3、煤矿井下巷道掘进的支护形式
3.1可缩性支架支护
可缩性支架被广泛的应用于巷道掘进的顶板支护工作中，支架的承载负荷能力根据负荷的大小不同可以分为实际承载能力和极限承载能力。在可缩性支架的支护过程中，其承载能力的实现是建立在支架正常收缩的基础上，而其连接件和支架的整体工作状态也会给支架的承载能力造成不同程度的影响。在可缩性支架的刚性支撑过程中，支架能够支撑的最大应力表现出来的就是极限承载力，当支架受到的应力超过其极限承载能力后，就会导致其发生不可逆的塑性变形，进而造成支架损坏。通常来说，可缩性支架的极限承载能力要高于其实际的承载能力，两者之间的差值越小，扩缩性支架的承载能力也就越高，在实际的应用过程中需要引起充分地关注。
3.2锚杆支护技术
目前巷道中用的锚杆技术是在巷道周围的岩层里加入锚杆，从而起到加固的作用，确保煤矿作业的安全性。这种防护形式可以有效缓解周边压力，同时不断优化内部结构。同时在周围的稳固岩层同锚杆等共同防护，一起抵御来自外部的压力。从我国目前煤矿开采现状分析，组合锚杆通常用于巷道作业中。比如，矿物为层状结构式，选用悬吊式加固模式能够大大提升岩层的稳定性。在岩石层的煤矿巷道中，则更加适合组合梁锚杆进行多层巩固，使得巷道环境更加稳定。
3.3临时支护
在对巷道进行临时支护的过程中，要提前准备好应用工具。专用找顶钎子、弧形前探梁、前探梁支腿、铁锹、背木、风镐等。临时支护的流程为：工作面验炮→敲帮问顶→后巷准备工器具→初次喷浆→开挖柱底→工作面铺网→架设→紧固前探梁。
4、提高巷道顶板支护技术的有效措施
为了进一步提升我国的煤矿开采效率，保证煤矿开采质量，最为基础的就是要保证煤矿开采过程中的安全性，要采取有效措施提升顶板支护的稳定性，结合上文提到的影响支护稳定性的因素，在具体的掘进开采中，要采取有针对性的措施进行解决，下文结合自身多年的煤矿开采工作经验提出了几点建议：
4.1做好地质勘探工作
在煤矿开采前，要对煤矿的储量及煤矿所在的地质层进行合理的分析，做好地质勘查工作，了解周边的水文条件，这样可以选择合理的掘进开采方式，也可以确定好选用何种支护技术最为安全。做好充足的准备工作可以提升煤矿开采掘进的效率。
4.2提升快速掘进过程中的安全监督
在巷道进行顶板支护的时候，要根据井下地质构造情况结合巷道围岩的力学性质来采取合适的支护方式。特别在重点工作区域的安全防护工作要做细，通过先进的安全监测技术确保整体工作区域安全，避免快速掘进时顶板的支护出现安全隐患。在顶板支护施工时，要完善和明确顶板支护的材料数量、尺寸以及支护方式等，要对相关掘进人员要进行技术交底工作，确保他们能按照规范的施工工艺进行顶板支护，提升支护结构的稳定性，从而保证掘进过程中的安全性。
4.3支护结构的科学合理性
要促进煤矿掘进巷道支护技术的应用，应该制定科学合理的支护结构，并制订配套的管理机制和相应的配套支持技术，依据巷道掘进的实际情况采取相应措施，最大程度上的实现支护效果，减少顶板事故和巷道安全事故的发生，以保证煤矿巷道稳定性及安全性。
4.4优化支护工艺和参数
巷道综合机械化掘进作业中，主要掘进设备包括掘进机、锚杆钻机和运输机这三类。虽然当前掘进技术和装备水平越来越高，但是煤层赋存条件各不相同，合理选择与煤层条件相匹配的掘进装备，是保证掘进速度和质量的关键一环。煤矿巷道快速掘进除了与掘进设备密切相关以外，还与施工工艺、支护方式有关。在掘进过程中，有效协调掘进与支护的关系，并且实时测量、记录相应的掘进数据，并与设计数据进行对比，对于提升煤矿巷道掘进的整体质量和效率尤为重要。
4.5加厚锚杆托板
对于锚杆支护体系中的托板，要满足相应的承载能力及强度要求，以免因托板形变而危害巷道安全，要采取锚杆托板加厚措施，有效提高托板的抗形变能力，使托板结构具备更高的承压能力。
4.6做好瓦斯排放工作
在对巷道进行掘进的过程中，一旦巷道内瓦斯含量、浓度升高，就会导致爆炸事故的发生。因此，在进行巷道掘进的过程中，必须做好瓦斯的排放工作，确保巷道内瓦斯的含量、浓度在安全标准内。本企业引进了先进的瓦斯监测系统，它可以采集巷道中的瓦斯、风速、负压、一氧化碳、温度等数据。并控制巷道中的用电情况、风门、机械开关等设备。通过对巷道内数据进行系统模拟，当巷道中的瓦斯量不利于施工时，及时地发出预警，并打开巷道中的风门，切断机械电源，为巷道进行及时的换气，并指挥施工人员迅速撤离，为施工人员的生命安全提供了保障。
4.7做好巷道排水工作
有些矿区所处环境降雨较多，也要充分的做好巷道排水工作。随着每年雨季的来临，矿区的山体边坡两侧的雨水汇聚，特别是地表形成采空区之后，对排水能力要求越来越高。因此，为了有效地解决这个问题对巷道掘进施工所带来的影响，就需要采用多种排水方式，对巷道排水工作进行预防与处理。根据本矿区的实际情况与施工条件，一般采用拦、截、堵、抽等方式对地表水进行排水处理。在进行巷道排水的过程中，也会对井下排水沟进行疏通，对流入井下的水排到水仓进行处理。加强水泵管理，保证排水设备最大工作效率。
结束语
综上所述，煤巷快速掘进对煤矿的高效生产具有重要的意义，因此安全快速地实现煤巷掘进显得格外重要。在巷道掘进中常用的支护方式有可缩性支架支护、锚杆式支护、临时支护。针对掘进技术的影响因素，提出了煤矿巷道掘进速度提高的技术，要使用先进地质勘探技术，对施工中的各种风险因素进行及时的治理与排除，从根本上杜绝巷道掘进塌方的可能性，保证采矿工程的施工质量。其中，优化煤巷支护工艺和参数具有重要的作用。
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作者简介：
冯发望，1987年10月，男，汉族，贵州省遵义市习水县人；2016年毕业于重庆大学，采矿专业，初级工程师职称；现在习水县富泓煤矿，从事工程师工作。