礦山巷道快速掘進頂板支護技術的分析與研究

摘 要：針對巷道快速掘進內容的開展，需要對頂板進行支護，所以頂板支護形勢的分析十分關鍵，需要明確支護當中存在的各類問題以及影響因素，進而采取相對應的措施加以解決。

關鍵詞：礦山巷道;掘進;頂板支護技術

1 井下巷道掘進支護方法分析

1.1 錨噴式支護

可縮性支架需要利用一種特殊的金屬打造，其負荷能力能夠對多方影響因素進行承受，連接件的工作狀態、支架的構造都會對其產生非常大的影響。但該支架可以承受的力度是研發時測量出來的定量，所以在對這一支架進行應用時，需要對其能夠承受的范圍進行精準判斷，關注該支架可能會出現的問題，如：變形等。通常來說，該支架的極限承受能力比實際的承受能力要大一些，但極限值會有安全隱患存在。因此，在對這一支架進行使用時，需要對其使用情況時刻關注，盡量不超過能夠承受的實際值[1]。

1.2 預留柱支護

利用預留柱開展支護工作是非常傳統的支護方式之一，在實踐操作當中，已經有非常豐富的經驗。預留柱支護，具體來說便是在某個區間當中，上區段和下區段會有相應的寬度空隙保留，這種方式將整個面積產生的壓力錯開，使壓力產生的荷載有所減少。盡管這一方法十分簡單并且操作便捷，但起到的頂板支護效果非常理想。該項方法的缺點為成本比較高，對其維護有一定的困難，所以正在探索其他方式對其進行替代[2]。

1.3 錨桿支護

錨桿支護為形式構造方式的一種，組成包括：錨桿體、鋼帶、托盤以及金屬網。如圖一所示。該項支護方式的應用非常普遍，在巷道支護方面產生的抗拉以及抗剪功能非常強大。當巷道表面受到壓力以及巖體的接觸時，金屬托盤可以對圍巖脫落進行預防，并對圍巖節理裂縫舒張以及結構面的滑動現象進行有效控制[3]。支護面會緊緊貼在巷道的表面，這一技術的有效應用，不但能對巷道的結構進行改善，還能提升煤炭效益和最終的產量，對圍巖垮落可起到非常有效的防止效果。錨桿支護在快速掘進施工當中非常適用，操作簡便且經濟快捷，有益于降低安全事故發生率。

2 礦山巷道掘進速度影響因素分析

2.1 地質構造因素

因為巷道在低中層，所以會對地質結構產生一些影響。在比較簡單的地質構造區域，有非?？斓木蜻M速度，且安全性也會非常高，如地質構造較為復雜，例如：斷層、大量褶皺等，會使掘進有非常大的難度，降低掘進速度，導致礦山安全事故發生。其中，地質構造因素主要包括：煤層硬度、褶曲構造、圍巖節理、涌水量等。在增加礦山開采深度之后，涌出的瓦斯量也會有所加大，這對巷道的掘進會產生一定的阻礙，增加的瓦斯量，使風流中瓦斯超限，如果比較嚴重，會導致煤與瓦斯發生事故。所以在掘進巷道過程中，需要對巷道當中的瓦斯濃度、涌水量、頂板的完整性等給予高度關注。

2.2 掘進設備產生的影響

巷道掘進需要通過機械設備實現，先進且高質量的設備會使掘進的速度有所加快。與西方發達國家相比，我國的重型掘進設備還有非常大的提升空間，相應技術還需要改善，例如：設備的自動化程度、集成化程度等都需要進一步提升和優化。我國生產的掘進設備，在掘進過程中經常會有故障發生，故障率比較高。在巖石切割時，磨損刀具也比較嚴重，這對礦山的掘進速度會產生非常大的影響。造成這一問題的主要因素為：礦山設備生產企業并沒有對掘進設備的核心技術有所掌握，以至于礦山井下的鉆眼工作、噴漿工作還沒有實現全部自動化。

因為設備方面有些落后，所以全新的支護工藝并不能配套掘進設備。當前，很多礦山企業都對復合支護以及U型棚支護進行了應用，該項支護方式安裝方便，有著較高的支護強度，但施工難度較高，在地質構造非常復雜的區域很難使用[4]。

2.3 施工組織管理要素

為了使礦山企業的利益最大化得以實現，很多企業在對項目施工進行開展時，并沒有對科學施工進行規定，并忽視了很多規范。盡管有些企業對大量的規范文件和質量監督文件進行了編制，但在施工監管當中并沒有將其作用有效發揮，使得巷道掘進中沒有根據具體的流程標準開展作業內容，進而對安全生產造成了很大的影響。此外，有些工作人員對于礦山巷道掘進新技術沒有完全掌握，不了解新技術以及掘進設備的性能等，這些因素都會對掘進速度造成非常大的影響。

3 強化礦山巷道掘進速度的方式分析

3.1 強化礦山地質勘探

針對巷道掘進區域實施的現代化探測技術勘測地質構造，具有非常強的全面性，有益于施工方案的合理編制。目前，礦山對于地質勘探技術的使用，主要有物探法、巷探法以及鉆探法。在開展地質勘探工作時，需要根據礦井的具體情況對相應的勘探方法進行選擇，勘探的主要內容為：掘進頭前方的水文和地質情況，并獲取巖層的巖性信息，獲取的數據對安全快速掘進產生的作用非常關鍵，可對誤揭煤層進行預防，并預防煤和瓦斯突出和突水事故等等，所以對地質勘探工作的加強，是實現快速掘進的有效方式之一。

3.2 應用先進的掘進設備

針對礦山的開采，礦山企業需要對現代化的設備進行使用，這是對連續生產的根本性保障，所以企業需要結合自身的條件以及工作環境對相應的掘進機進行選擇，為了使掘進機的工作保持長期穩定性，還需要對其進行維護和保養。

礦山企業一定要樹立長遠的眼光，結合當前的經濟狀況，對現代化的掘進設備進行引進，也可以開展自主研發，在當前已有設備的前提下對施工設備進行改進，以便使其能夠對支護作業和掘進作業給予滿足，進而使開采設備的性能以及水平有綜合性提升。在掘進內容開展時，要將掘進以及施工工藝進行優化，使其更加完善，這樣才能對掘進的速度給予保障，并積極引進先進的技術及方法，不斷促進掘進速度的提升。

3.3 完善施工組織管理

針對巷道掘進施工內容的開展，因為工作人員比較多，所以巷道的組織管理加強十分關鍵，可以對掘進工作的有序開展產生非常大的影響。其中，礦山企業需要結合挑選的掘進工藝對工序進行編制，并配置好相應的人員，以便掘進的速度有所保障，并對工人的生命安全給予保證。平行作業是非常有效的一種方法，多個工序交叉開展，如同時進行支護和掘進、同時開展裝巖以及鑿巖，并對循環實現方式進行合理選擇，如根據施工技術設備以及管理水平，詳細分析以及預留計算各工序的施工時間和潛在能力等。

4 結語

總之，巷道快速掘進選擇相應的施工工藝以及掘進方法，是礦山掘進的關鍵步驟，可使礦山的開采更加有序和順利。礦山當中采用的快速掘進以及頂板支護，需要非常強的專業性，且兩項工作內容非常復雜，所以要對其給予高度的重視，以便使施工工作速度有所保障，并提升可靠性，強化安全效果。其中，需要將施工方法結合于地質構造，并對速度和位置開展嚴格把控，通過先進的掘進設備，保障工作內容的有序實施。

參考文獻：

[1]龐坤宇.巷道快速掘進頂板支護技術的分析[J].價值工程，2020，39（18）：163-164.

[2]任士鵬，孫勇，孫為民.煤礦巷道快速掘進頂板支護技術的分析[J].價值工程，2020，39（05）：149-150.

[3]王志浩.煤礦巷道快速掘進及高效支護技術探討[J].內蒙古煤炭經濟，2019（24）：49-50.

[4]許忠.煤礦巷道快速掘進及高效支護技術標準的探討[J].中國石油和化工標準與質量，2019，39（15）：9-10.

作者簡介：

劉權（1986- ），男，籍貫：大同市南郊區，2014年6月畢業于中國礦業大學采礦工程專業，碩士學位，職稱：工程師，從事工作及研究方向：掘進。