煤矿井下巷道掘进顶板支护探究

童辉　胡永

摘 要：煤矿企业作为资源型企业，需要将地下煤炭资源开采出来，所以在煤矿企业中，井下作业作为其工作的重点内容，在井下作业过程中需要做好煤矿井下巷道掘进顶板支护施工工作，提升井下巷道掘进顶板支护的效果，确保井下作业的安全。文中从煤层巷道施工的特点入手，对影响煤矿井下巷道掘进顶板支护的因素及掘进施工组织及实施进行了分析，并进一步对防治顶板事故的应对措施进行了具体的阐述。

关键词：煤矿；井下巷道；施工；掘进；顶板支护

1 煤层巷道施工的特点

（1）煤層巷道其掘进其是沿着煤层或是煤层附近的岩层内进行的，在掘进过程中不可避免的会受到瓦斯的威胁，所以在煤层巷道掘进过程中需要做好事故的预防工作，加强对瓦斯的检查，及时采取相应的措施，同时还要注意探水，避免在煤层浅部老窖及采空区存在积水灾害，从而确保巷道掘进过程中的安全性。

（2）在煤层巷道掘进过程中，通常会采用掘进机进行，而且煤层和岩层相对强度较小，所以掘进较为容易，但存在着稳定性差的问题，而且煤层巷道受到采场动压的影响，需要做好顶板支护，根据巷道服务年限及地压来科学进行支护方式的选择。

（3）由于煤层具有褶皱起伏，同时还存在着各种断层，这就需要在施工过程中需要严格按照生产、使用和安全等多项要求来对巷道进行正常定向，确保巷道位置的准确性，避免出现无效进尺的现象。

（4）破碎煤较为容易，而且当前装煤工作基本也实现了机械化作业，不仅工人劳动强度有所降低，而且作业率有了较大程度的提升，对巷道掘进速度起到了十分积极的作用。

2 煤矿井下巷道掘进顶板支护问题及其影响因素

2.1 煤矿井下巷道掘进顶板支护的问题

（1）围岩的稳定性较差。由于围岩稳定性不好，这就给煤矿巷道支护带来了较大的难度。而且在煤矿井下巷道掘进施工过程中，一旦围岩发生较大的位移或是变形，则会导致巷道受到不同程度的破坏，即使经过多次返修后也达不到预期的效果。所以一旦巷道发生变形，即使通过支护来无法使问题得到彻底的解决。

（2）围岩产生变形甚至被破坏会增加顶板支护的难度。在煤矿井下巷道掘进过程中，一旦围岩岩体遇到水时会有较大的膨胀力产生，再加之围岩会受到不同程度的挤压力作用，一旦围岩出现变形的情况时，则会给巷道支护结构带来较大的破坏。另外在巷道施工过程中，受地质因素的影响，顶板裂缝通常会有零块出现掉落的情况，而且片帮煤现象也会有所增加，这会导致顶板裂缝出现增多的情况，严重时会导致围岩出现离层的现象，从而导致冒顶事故发生，给顶板支护带来较大的难度。

2.2 影响煤矿井下巷道掘进顶板支护的因素

（1）煤矿的地质构造因素。在煤矿井下巷道施工过程中，对于巷道顶板支护产生影响的因素较多，所以在一些地质条件及基础条件相对较好的地段，可以加快掘进的速度，而对于一些复杂的地段，不仅掘进的速度较缓慢，而且对于一些褶曲断层地质构造中，一旦煤层厚度较大时，则煤岩层的稳定性则会较差，会对掘进的施工质量带来较大的影响，而且顶板也易发生碎裂，从而导致坍落事故发生。

（2）施工工艺因素。当前在煤矿巷道掘进施工过程中，主要采用的是钻爆法，并以锚喷支护作主要支护方式，这相较于传统的支护方式及施工方法来讲，在掘进速度及施工质量方面都有了较大程度的提升，但在具体施工过程中，还存在着不能合理对装药量进行控制及不能有效掌握炮眼的问题，这对于锚网喷支护的质量带来了较大的影响。而且在煤矿井下巷道施工过程中，由于部分巷道较为密集，一旦有一条巷道开掘，则会对岩体的地应力平衡带来一定程度的破坏，而当两个巷道施工掘进工作面叠加施工时，会导致地应力增大，给顶板支护施工带来较大的难度。

3 巷道掘进施工组织与实施

3.1 正规循环作业

在巷道掘进循环作业过程中，通常以主要工序和辅助工序为主，而且需要利用循环图的形式将循环作业有效的表示出来，为组织施工提供更好的便利条件。利用图表将各工序的工作持续时间、先后顺序及相互衔接等方面的关系有效的固定下来，这样在施工过程中就能够各个环节有效的实现良好的衔接。而且能够在规定的循环时间内，根据作业规程、爆破图表及循环图表等各项规定来有效的确保各工序及工作量的完成，确保循环作业能够按照预期的进度完成。

3.2 多工序平行作业

在具体施工过程中，为了能够充分合理的利用时间，需要确保每一个循环所耗用的时间都需要达到最小化，而且在一个循环内能够同时进行施工的工序，则需要安排时间确保其能够同时进行，从而实现多工序平行作业，使一个循环内的时间能够得到合理的利用。

3.3 循环图表的编制

煤矿宜采用“三八”作业制、“四八交叉”作业、“四六”作业制，有的矿井实行按工作量分班的“滚刀制”。确定循环方式和循环进度。循环方式一般条件下可采用每班一个循环或多循环，主要取决于巷道断面大小和施工技术装备。每班的循环次数应为整数，即一个循环不要跨（班）日完成。巷道施工中，每个循环使巷道向前推进的距离称为循环进度，又称循环进尺。循环进尺取决于炮眼深度和爆破效率。循环进尺确定后，每个循环各工序的工作量也就确定了。

3.4 掘进队的组织

通常采用综合掘进队和专业掘进队两种组织形式。综合掘进队是将巷道施工所需要的主要工种，以及辅助工种组织在一个掘进队内。综合掘进队的特点是指挥统一，各工种密切配合协作，有利于培养工人一专多能。在施工中根据不同工序的需要，灵活调配劳力，使工时得到充分利用，提高工作效率。专业掘进队只有主要工序的工种，辅助工另设工作队，并服务于若干个专业掘进队。

4 防治顶板事故的应对措施

4.1 严格地执行有关的操作规程、安全检查、交接班等制度

由于巷道掘进过程中危险性较高，为了确保施工的安全性，需要严格执行相关的操作规程、安全检查和交接班制度，有效的提高施工的安全性，降低事故的发生率。而且在巷道施工过程中，还需要对围岩的稳定性时刻进行注意，观察其变化情况，及时对其存在的隐患进行发现，并立即进行处理，避免冒顶事故的发生。

4.2 合理地确定煤柱的尺寸

在巷道掘进支护设计过程中，需要合理对煤柱的尺寸进行确定，而且巷道支护的影响因素较多，所以需要对煤柱上面的作用载荷进行综合考虑，同时还要对煤柱和顶板相互的作用和安全系数进行特别关注，了解煤柱的强度和内部应力分布情况，从而对煤柱的尺寸进行科学确定，确保掘进能够顺利的实施。

4.3 运用先进的技术手段，坚持科技的创新，提高管理水平

不断地促进技术的进步及开拓创新，是做好井下巷道掘进时顶板管理重要的动力及手段，这对于井下煤层工作面的掘进工作特别重要。同时，围岩的复杂状况及其受力的状态也很需要运用各种科技手段进行动态的分析。

5 结束语

在煤矿井下巷道掘进施工过程中，顶板支护施工作为其中非常重要的一项内容，需要严格按照具体的施工流程进行，而且需要对施工过程中的施工技术进行明确，并采取切实有产的施工措施，确保顶板施工的效果，保证巷道快速掘进，提高矿井作业的安全性。

参考文献

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