矿山工程井下巷道掘进顶板支护技术

矿山工程井下巷道掘进顶板支护技术

程立举

中国华冶科工集团有限公司  山东省济南市  271100

摘要：改革后，在我国社会经济水平不断能提升下，人们的生活质量提高，对煤矿资源需求增加。近年来，随着我国社会经济的飞速发展，矿井下开采业也得到了快速发展，近年来，矿井下巷道掘进顶板的安全性与可靠性问题造成矿井下安全事故频发，严重威胁着施工人员的人身安全。人们也越来越注重矿山工程井下巷道掘进顶板施工质量与施工安全。因此，矿井下巷道掘进顶板支护技术受到有关部门和社会各界的关注，基于此，文章从多个角度与层面就矿井下巷道掘进顶板支护技术进行分析，希望为矿井下巷道掘进顶板施工提供帮助。

关键词：矿山工程；矿井下；巷道掘进；顶板支护；技术；研究

引言

矿山工程矿井下巷道掘进施工，本身具有较为突出的复杂性与系统性特征，对施工应用设备以及施工人员的工艺操作水平、工艺技术应用等，都具有较高严格的要求，并且需要通过合理的巷道掘进顶板支护方式选择和应用，对其矿井下巷道掘进的安全性进行保障，进而推动整个矿山工程的安全开采和生产发展。其中，在进行矿山工程矿井下巷道掘进的顶板支护方式选择和应用时，需要对其支护结构的稳固性进行全面分析和考虑，从而实现矿井下巷道掘进的顺利推进及安全保障。

1矿井下巷道掘进顶板支护技术概述以及特点分析

矿井下巷道掘进作业是一项复杂又系统的工程，在具体施工过程中存在很多的不确定因素，比如岩体内部结构、地质环境以及岩体体质情况等，每个因素都可能影响建筑工程的施工建设。当前，我国社会经济与生产生活对矿的需求越来越多，所以矿井下巷道掘进作业不断增加，顶板支护施工技术显得越来越重要。井下巷道开掘最重要的就是做好顶板防护工程，如果没有做好这顶板防护工程，就会对井下巷道围岩造成一定影响，从而影响井下巷道掘进的施工进度和施工安全。基坑开挖是一项复杂的工程，存在很多不确定因素，并且勘查数据具有一定的离散性，勘测数据不是一成不变的，而且在勘测过程中，采用的设计方案、监测方法也是根据实际的变化而变化，直接影响着井下巷道掘进的稳定性和强度。为了实际工程施工中保证各个施工环节的顺利进行，顶板支护体系必须根据不同的施工条件与施工环境开展不同的支护方法，而且井下巷道掘进工程由于施工条件比较差，施工设备与技术落后，施工周期长等因素的影响，很容易引发安全事故。井下巷道掘进顶板支护工程与其他的工程建设不同，具有较强的综合性与复杂性，其施工周期长。在我国矿山工程项目施工实践中，会涉及到多方面的专业知识与技术，施工环境恶劣复杂，这些都增加了施工的难度与复杂度。

2井下巷道掘进的几种支护方法

2.1喷锚支护

铁矿岩巷掘进生产中，光面爆破、锚喷支护的应用也越来越多。但是，针对围岩的性质不同，支护的形式也有差异。对此，基本上有锚喷、锚网喷、锚网喷加浅孔注浆、锚网喷+浅孔注浆+二次支护+深孔注浆等多种支护形式。不论哪种形式的支护，随着巷道的不断向前延伸，压力也会随之不断增大。已施工巷道会因压力显现而出现浆体开裂、巷道变形等现象，为避免安全事故的发生就必须对这些巷道进行修复、补强、加固，极大的增加了矿井运营成本。除了不可避免的矿山压力影响外，锚喷支护施工质量也是影响巷道支护质量的重要原因之一。为了提高巷道掘进的支护质量，就要严格按照锚喷技术工艺和标准施工，并积极对锚喷支护技术工艺进行改进，力求其能更适应深部巷道矿山压力大、围岩岩性多变的要求，进而保障巷道的安全性并延长使用寿命。

2.2预留煤柱

矿井下巷道掘进顶板支护中，预留煤柱作为一种传统的支护方式，通常在巷道下区段与上区段的掘进支护中应用较多，并且具有操作简便等特征优势。采用预留煤柱进行矿井下巷道掘进的顶板支护应用，还能够促进巷道通风及排水能力明显提升。但是，值得注意的是，预留煤柱在巷道掘进顶板支护中应用，也存在较大的局限性，不仅表现为该技术应用的成本较高，而且在支护应用煤柱出现损坏后，会导致巷道掘进的安全风险增加，对矿井下巷道的安全作业产生极大的危害影响。此外，矿井下巷道掘进过程中，如果将煤柱所承受压力向煤柱的底部传送后，则会对相邻巷道的掘进产生不利影响，增加其矿井下作业开展的安全隐患，应引起重视。

2.3可缩性支架形式

可缩性支架是一种金属类的支架，使用这种类型的支架来承受对应的承载能力就是在实际收缩中所体现出来的荷载能力。通过有关调查分析发现，对这种荷载能力影响的因素有很多种，其中整体支架与连接件在结构上的状况及工作情况。可缩性支架能够承受的最大压力为这种支架的最高承受力，对于如何判断支架的承受能力，取决于支架本身的塑性变形能不能够发生。在一般情况下，最大承载力与实际承载力是不相同的，在对相差数值大小进行观察后，对可缩性支架的状态如何就可以掌握，同样对相差数值也可以进行正确的评估，如相差数值越小，代表可缩性支架的形态就越优良;反之，相差的数值越大，表明可缩性支架的形态就越差，可见，二者之间呈现反比例关系。因此，可缩性支架中的良好状态就是实际与极限荷载能力数值相接近，最好二者完全相同。

2.4钢格栅支护技术

钢格栅支护技术在铁矿掘进巷道支护中也是一种常见的支护方式，这种支护技术的优点就是钢格栅加工起来较为简单，不需要大型的设备，质量轻易安装，造价成本较低。它的抗弯型和抗扭性较好，适用于巷道施工的特性。由于钢格栅也具备一定的柔软性，可以适应表面凹凸不平的巷道，正因为他这种特性，在巷道内部发生变化时，它可以与巷道顶板很好的贴合在一起，进一步起到支护的作用。在实际的应用中，钢格栅支护技术能够取得较好的支护效果，能够有效保护整体的可靠和稳定性，具有较高的安全性和效率。

2.5加强支架强度，解决巷道位移与变形问题

在初掘井下巷道过程中，巷道位置移动和变形情况经常出现。因此，在顶板支护方式选择中，尽量选取具有柔性的支护方式，具有较强刚性的支护结构，有助于保持巷道空间有效性和完整性，并预防大规模及大面积的重修工作。对围岩还需要进行让压与释压方面的工作，能增加巷道的强度，在压力的承受范围内，可以允许围岩有轻度的变形，进而释放围岩压力，这样才能更好地使顶板起到支护作用。

2.6加强新技术的推广应用

随着安全生产技术的不断发展，铁矿企业的自动化、机械化和智能化水平不断提高。这从根本上优化了铁矿企业的生产模式和运行模式，同时也给各部门的运行建设造成了很大的影响。在井下巷道的施工中，采用新工艺、新设备，使工作效率、质量得到全方位提高，也保证了工人的生命安全。在整体支护过程中，也有必要推广、应用新技术、新设备。例如，在铁矿掘进中，往往会出现断面层，当断面尺寸变大时，会对整个工程产生一定的影响。在这种情况下，采用连续掘进新技术，可以有效地控制这些问题，从而使顶板支护难度降到最低，保证顶板支护的施工质量。

结语

综上所述，随着我国社会经济与科学技术的不断发展与完善，矿山工程井下开采业处于发展的关键时期，矿井下巷道掘进顶板支护技术的应用对于保证矿安全生产和经济效益具有重要作用，文章从多个角度就矿井下巷道掘进顶板支护技术进行分析。

参考文献

［1］张旭飞.煤矿井下巷道掘进支护技术研究［J］.能源与节能，2019，（3）：144-145.

［2］牛云飞.煤矿井下巷道掘进顶板支护技术研究［J］.机械管理开发，2019，34（2）：193-194+236.