煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

李莫巖

龍煤集團(tuán)雙鴨山公司東榮二礦 黑龍江雙鴨山 155100

1 煤礦井下掘進(jìn)巷道支護(hù)的三種形式

1.1 礦用支護(hù)型鋼形式

在對(duì)井下巷道掘進(jìn)開采安置頂板支護(hù)的過(guò)程中，通常使用LT 型或工字型礦用支護(hù)型鋼。無(wú)論選擇哪種型鋼作為支護(hù)用型鋼，其最主要的是對(duì)韌性抗拉性能的選擇。這就應(yīng)對(duì)巷道內(nèi)的支架從橫向的承重能力與縱向推動(dòng)力都進(jìn)行考慮，所以，這就需要支架既能承載橫向的壓力，也能承擔(dān)縱向在方向上的負(fù)荷。還有在井下巷道使用支護(hù)架型鋼時(shí)，必須將支架自身存在的可縮性都考慮進(jìn)去。因此，礦用支護(hù)型鋼集合形狀應(yīng)在考慮鎖緊與滑移中，達(dá)到支護(hù)型剛接觸面積最大要求。

1.2 可縮性支架形式

可縮性支架是一種金屬類的支架，使用這種類型的支架來(lái)承受對(duì)應(yīng)的承載能力就是在實(shí)際收縮中所體現(xiàn)出來(lái)的荷載能力。通過(guò)有關(guān)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)，對(duì)這種荷載能力影響的因素有很多種，其中整體支架與連接件在結(jié)構(gòu)上的狀況及工作情況。可縮性支架能夠承受的最大壓力為這種支架的最高承受力，對(duì)于如何判斷支架的承受能力，取決于支架本身的塑性變形能不能夠發(fā)生。在一般情況下，最大承載力與實(shí)際承載力是不相同的，在對(duì)相差數(shù)值大小進(jìn)行觀察后，對(duì)可縮性支架的狀態(tài)如何就可以掌握，同樣對(duì)相差數(shù)值也可以進(jìn)行正確的評(píng)估，如相差數(shù)值越小，代表可縮性支架的形態(tài)就越優(yōu)良；反之，相差的數(shù)值越大，表明可縮性支架的形態(tài)就越差，可見，二者之間呈現(xiàn)反比例關(guān)系。因此，可縮性支架中的良好狀態(tài)就是實(shí)際與極限荷載能力數(shù)值相接近，最好二者完全相同。

1.3 預(yù)留柱支護(hù)形式

傳統(tǒng)預(yù)留柱支護(hù)方式在井下開采工作中是最常使用的。在上下區(qū)段中間先預(yù)留出一定的寬度，即預(yù)留柱支護(hù)方式，這樣做的好處是可以使風(fēng)平巷避開支撐壓力峰值區(qū)域，從而做到對(duì)頂板實(shí)施支護(hù)作用。這種支護(hù)方式雖然是最簡(jiǎn)單的，也能滿足巷道支護(hù)的所有要求。但是這種支護(hù)方式所需的成本較大，因此在維護(hù)上還有很大的難度，正逐漸被其他支付方式所取代。

2 頂板支護(hù)穩(wěn)定性影響因素

2.1 施工工藝

要想保證煤礦井下巷道掘進(jìn)工作不出問題，就必須要對(duì)施工工藝進(jìn)行把控，使支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用穩(wěn)定性得以保證?，F(xiàn)階段巷道掘進(jìn)工作中用得比較多也較常見的掘進(jìn)技術(shù)當(dāng)屬鉆爆掘進(jìn)，其特點(diǎn)就是效率很高，這就使得巷道掘進(jìn)的速度大大提升，即便如此，如果工藝應(yīng)用得不合理，那么對(duì)巷道支護(hù)頂板的穩(wěn)定性也是一種打擊，嚴(yán)重的會(huì)造成巷道塌方，進(jìn)而對(duì)人員傷亡和安全損失造成負(fù)面影響。在應(yīng)用該種方法的過(guò)程中，最需要注意的就是炸藥裝填位置和量的計(jì)算，如果這兩個(gè)指標(biāo)沒有按質(zhì)完成，那么就不能使鉆爆掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用作用得到發(fā)揮，然后對(duì)頂板支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果也會(huì)大大降低。

2.2 井下地質(zhì)環(huán)境

通常情況下，巷道頂板裝置直接在井下構(gòu)造，而煤礦的井下地質(zhì)環(huán)境( 煤礦的層理發(fā)育、圍巖硬度、節(jié)理發(fā)育等) 也會(huì)直接影響巷道頂板支護(hù)的穩(wěn)定性。煤礦的地質(zhì)條件好，那么不僅減少了井下工作人員工作量，使巷道內(nèi)支架數(shù)量減少，而且可以使支護(hù)成本縮小，增大巷道內(nèi)的作業(yè)空間，促進(jìn)煤礦開采工作效率。

3 煤礦井下巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)策

3.1 做好技術(shù)準(zhǔn)備

首先，查閱資料。掌握與該項(xiàng)施工有關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與參數(shù)，同時(shí)了解開采區(qū)域的巖層結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)。其次，實(shí)地考察?，F(xiàn)有資料可能無(wú)法全面反映當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)水文條件，通過(guò)實(shí)地考察可明確井下的真實(shí)情況，從而更好地選擇支護(hù)形式與施工工藝。再則，優(yōu)化施工設(shè)計(jì)。制定科學(xué)合理的施工設(shè)計(jì)方案，在此方案中詳細(xì)規(guī)定支護(hù)方式、材料設(shè)備規(guī)格與數(shù)量、臨時(shí)支護(hù)形式等內(nèi)容。最后，把握施工重點(diǎn)與難點(diǎn)。安排專業(yè)人員完成相關(guān)操作，降低人為因素導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。巷道掘進(jìn)頂板支護(hù)中的施工要點(diǎn)包括冒頂處理、巷道開口等，需提高重視程度，消除安全威脅。

3.2 加強(qiáng)支護(hù)施工的安全監(jiān)管

第一，建立健全安全監(jiān)督管理機(jī)制，為支護(hù)施工的安全與效率提供制度保障。質(zhì)量監(jiān)督檢查機(jī)制是其中的重要內(nèi)容，相關(guān)工作人員需嚴(yán)格遵循該機(jī)制進(jìn)行工作，做到及時(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。第二，選擇合理的支護(hù)技術(shù)，綜合考慮地質(zhì)條件、經(jīng)濟(jì)效益等多項(xiàng)因素，優(yōu)化支護(hù)效果。第三，加強(qiáng)人員培訓(xùn)，工作人員的專業(yè)能力與綜合素質(zhì)對(duì)施工質(zhì)量的影響較大，企業(yè)需打造一支高水平的施工隊(duì)伍，同時(shí)積極開展專業(yè)培訓(xùn)，強(qiáng)化全體員工的安全意識(shí)，提高業(yè)務(wù)水平，進(jìn)而提高頂板支護(hù)能力。

3.3 合理選擇、運(yùn)用支護(hù)技術(shù)

煤炭開采過(guò)程中，首先要明確巖石的性質(zhì)，之后對(duì)其進(jìn)行研究，以便選擇相應(yīng)的支護(hù)技術(shù)，減小實(shí)際操作工作的難度。在應(yīng)用過(guò)程中，錨桿支護(hù)技術(shù)應(yīng)該運(yùn)用在煤礦掘進(jìn)巷道中的軟巖巷道中，既要保證掘進(jìn)量，又要保證其安全性。掘進(jìn)過(guò)程中，煤礦巷道參數(shù)具有動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)，要及時(shí)搜集與之有關(guān)的參數(shù)信息，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行控制，使其在安全范圍內(nèi)，以保障煤礦巷道的安全。巷道掘進(jìn)中，要想達(dá)到實(shí)際支護(hù)目的，就要按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，不斷增強(qiáng)支護(hù)的承載能力。在選擇支護(hù)方式時(shí)，要以地質(zhì)構(gòu)造與礦壓觀測(cè)資料為依據(jù)，精心設(shè)計(jì)與巷道施工相應(yīng)的方案，并按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施支護(hù)技術(shù)。在巷道掘進(jìn)過(guò)程中，要使巷道保持光滑與平整，爆破時(shí)應(yīng)與錨噴支護(hù)方式相結(jié)合，選擇較為合適的光面進(jìn)行爆破。

總之，在煤礦井下巷道施工中，頂板支護(hù)是非常重要的環(huán)節(jié)。巷道頂板支護(hù)要加強(qiáng)施工工藝和設(shè)備的管理，同時(shí)考慮煤礦施工給巷道頂板造成的壓力，選擇合適的施工工藝，從而減少頂板事故出現(xiàn)。巷道頂板的安全性受到地質(zhì)構(gòu)造、施工掘進(jìn)深度等因素的影響，在實(shí)際支護(hù)中要詳細(xì)考慮這些因素，從而提高巷道頂板支護(hù)強(qiáng)度。