破碎顶板煤巷掘进的支护研究

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　　摘 要：随着科学技术的不断创新应用，当前煤巷掘进的技术也在不断更新当中，其中破碎顶板煤巷掘进的支护研究已经成为了当前煤炭掘进的热点。其中需要根据实际的顶板以及煤壁的地质条件进行灵活的掘进，同时也要应用相应的锚杆、锚索支护方式对棚架进行保护，提高安全和采煤的有效性，推动我国煤炭行业的不断发展。
　　关键词：破碎顶板;煤炭掘进;支护;创新;技术
　　当前，我国煤炭行业开采的深度和广度逐渐增加，并在地质构造复杂的地区进行开采。我国煤炭应用量在不断地加大，使得矿山的压力不断增强，所以当前巷道顶板事故也在不断的发生。受到煤层压力和各方面应力的影响，使得当前采煤巷道支护的选择和维护比较困难，需要通过有效的方式来增加强度。根据现场的施工实践以及对破碎顶板进行分析，保证地下的地质条件与每项的掘进数据相匹配，同时也要进一步提高掘进效率，保证整个施工的安全。
　　1 巷道的最佳掘进时间
　　在对巷道进行掘进的过程中，需要选择最佳的掘进时间，在上区段的工作推进过程中，需要将其分为两个阶段，顶板运动的发展分为显著运动阶段和稳定阶段，这两个阶段都有不同的形态。在显著运动阶段中，岩层的支撑力不断变化很多煤层的支撑压力会受到影响，如果不进行保护可能会发生煤层的变形，引发安全事故，不利于巷道的维护。同时，上区段采场老顶垮落后，运动一般是在相对稳定的状态，通过对支撑压力的重新分布，使每一次压力得到保证。此时进行巷道的掘进能够保证其维护效果，所以在上区段进行垮落后对顶板运动阶段进行巷道的掘进是最佳的时间，也能够有效地消除顶板事故隐患，将施工安全问题得到解决。在施工过程中需要灵活的把控施工时间，每个时间阶段内都要进行一定程度的掘进，这样才能在施工时保持良好的支护效果，也对安全性和周围的岩层防止出现破坏。虽然这种方法加大了施工的成本，给支护的难度加大，但从长远的角度看，可以有效地减轻后期的维修量，使采煤的效率大大提高，增加收益。
　　2 巷道支护形式及选择
　　2.1 锚杆支护
　　在对巷道支护形式进行选择时，需要保证其支护形式与实际的煤层分布情况相符合，通过对参数的合理选择，能够保证巷道支护的效果，使其达到安全生产的要求。与传统的支护形式相比，锚杆支护是当前经常运用的一种支护方式，其技术性和经济性都比较明显。锚杆支护可以利用周围的岩层增强承载能力将承载体的综合能力进行有效的保证。一般棚式支护是属于被动支护，这种方式的阻力比较小，在周围发生变形时不能达到很好的支护效果，而通过锚杆支护方式能够化被动为主动，在出现变形之前，有效地对其状况进行改善，也能够保持巷道周围的长期稳定。一般在相同的地质条件下，通过锚杆支护的方式能够对周围的压力进行抵消，同时也能够根据变化规律来有效的设计，对整个支护系统的工作情况进行了解，能够保证施工质量和施工效率。
　　2.2 巷道围岩的移近率
　　在对煤炭巷道进行研究分析的过程中，需要对周围岩石的移近率进行把控，通过对其进行稳定性和综合指标的分析来保证移进率的大小符合实际情况，同时也要保证整个巷道在服务期内有效地进行维护，降低修护的难度。在选择巷道形式的过程中，也需要根据实际的地质情况和自然条件来进行巷道设计，满足安全性和全面性的要求，在进行设计巷道的过程中要根据具体的生产条件和生产目标，来对周围移近率进行预估，这样能够有效地推动整个巷道支护的有效性。
　　3 破碎顶板煤巷锚杆支护的施工
　　3.1 锚杆支护布置
　　对于顶板松软破碎，变形量很大，与树脂的粘结力较小的情况，过去常采用普通螺纹钢锚杆时，由于锚固力小，约束围岩变形能力差，因而顶板离层、位移量大，甚至发生冒顶事故，因此必须加以改进。理论和实践均证明，高强度、超高强度全长树脂锚固锚杆支护系统是行之有效的。我国过去常用的 Q235 圆钢普通锚杆的锚固力仅有几十千牛，而高强度锚杆的锚固力可达100～ 200kN，超高强度锚杆更可以达到300kN以上。
　　3.2 破碎顶板煤巷架棚支护的施工
　　整个破碎顶板煤巷架棚支护的施工分为三个阶段，分别是开工前、班中和放炮后，在每一个阶段需要按照操作规程进行施工，对于敲帮问顶，发现危险隐患时要随时的进行记录，找出解决问题。根据围岩的性质和掘进工艺来采用相应的支护形式，这样能够合理的保证整个破碎顶板煤巷架棚支护的安全性。如果发生隐形的危岩，必须要将空顶的距离进行缩小，同时也要采用临时支护和锚杆支护的方式进一步保证其安全性。在对顶板破碎或者煤壁较软的地方，需要根据其地质条件在正常的掘进情况下，采取震动炮的形式用掘进机进行掘进，这种方式能够提升掘进的有效性，同时也可以在放炮前增加相应地的支架来进行支护。如果发生危险，要及时的采取有效措施，保证顶板的安全性。对于炮掘工作来说，需要对整个岩石进行振动，所以要控制好装药量以及放炮的顺序，在前后都需要对周围的岩石进行了解，通过破碎带来进行注浆加固，也可以根据围岩的条件采取超前支护和前探梁支护等形式，保证支护的全面性。
　　4 结语
　　综上所述，掘进工作需要全面系统安全，对于破碎顶板煤巷进行掘进的过程中，需要灵活的选择支护形式，通过对当前的地質情况和自然条件的综合分析来对破碎顶板和煤壁较软的地质采用锚杆和锚索支护的方法，保证施工的安全和全面性。这样能够明显的降低顶板的事故，使得安全生产目标得到进一步的实现。
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　　作者简介：华伟（1969-），男，汉族，江苏新沂人，从事煤矿采掘技术管理工作。
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