＊习青海
（晋能控股煤业集团草垛沟煤业有限公司 山西 037100）
煤矿企业要取得长远稳定的发展，必须要在安全生产的层面上加强实践探究的力度，保证人员的作业安全、生产安全，用有效的安全措施、安全手段，加强生产环境的安全保障。在巷道顶板支护技术的研究中，要以增强顶板施工的强度安全性为目的，改进技术应用中存在的不足，现阶段巷道顶板支护技术应用中存在着支护形式选择不合理等问题，对智能技术的应用、先进科技的引进存在不足之处，应优化巷道支护形式，提高安全生产水平。
（1）矿用支护型钢。矿用支护型钢有着明显的支护效果，目前在煤矿井下巷道掘进中用于支护，已经成为了一种关键的基础形式，矿用支护型钢在圆拱形巷道中适用性较强，发挥了有力的支护功能。在采煤作业掘进井下巷道的生产环节，营造了安全作业的环境，打造了理想的生产空间，尤其是井下环境的多变性强，复杂程度高，面临着一定的作业风险，利用支护型钢的形式，可以有效地改进此类风险问题，加强对生产中安全风险问题的防范和治理。
利用支护型钢的抗拉能力、抗压能力，应对不同的荷载，包括纵向荷载、横向荷载，保证基层顶的整体性和安全性，打造安全的作业环境。在煤矿井下生产作业的环节，要对抗弯截面模量的准确性、合理性加强把握，从而将支护型钢段面积和参数中存在的不利因素消除，增强支护结构的承载能力。在几何形状的设计规划方面，要以提高支护型钢的结构伸缩性为目的，合理使用几何形状，把控触面面积，提高支护型钢的受力效果。
（2）锚杆支护。锚杆支护的结构多样，不同结构的作用各有特点，对基础结构进行划分，可以将其分为锚固剂、钢带、拖板、锚杆杆体等多个组成部分。拖板可以连接围岩和锚杆尾部，对围岩离层围岩开裂的问题进行防范和治理，确保锚杆扩散的预紧力可以作用在岩层中，对围岩的变形风险进行防范。使用拖板的传递应力功能，向杆体传递应力，强化工作助力效果，锚杆杆体具有抗拉力、抗剪应力的功能，增强了顶板支护的承载性，锚固剂具有稳固的功能。
在井下作业生产中，由于生产环境较为复杂多变，条件恶劣，要发挥支护结构的功能，需要将锚固剂的固定作用利用起来，在顶板位置固定支护结构，利用锚杆支护的形式进行煤炭巷道掘进的支护作业，有助于提高煤炭的生产质量、生产效益，保证企业在安全的环境下进行生产活动[1]。
（3）可伸缩性支架。可伸缩性支架支护的形式在井下作业中是常用的方法，因为可伸缩性支架具有灵活性的特征，结构灵活，可以实现双向收缩，因此在煤矿井下巷道的施工中，受到了施工人员的普遍青睐。这也侧面证明了可伸缩性支架的应用优势，在使用可伸缩性支架的支护形式时，要满足巷道断面面积的一定要求，确保支护稳定性，提高作业质量作业效果，保证生产活动的安全性和生产效率。可伸缩性支架的承压能力较强，与矿用支护型钢和锚杆支护的形式相比，体现出了显著的承压优势，但是在具体的施工建设中，使用可伸缩性支架进行支护，会存在架设难度高的困境，因此该技术应用需要进一步的优化施工方案，突破施工困境，发挥出该支护形式的优势。
（4）混凝土浇筑形式。在井下巷道顶板支护工程项目中，利用混凝土浇筑技术进行支护，要求施工人员对混凝土的配比合理把握，按照水灰配比的标准要求，在断面位置浇筑混凝土。经过一段时间后，断面位置将会形成一定的支护效果，用混凝土支护的形式，施工过程中支护稳定性强，封闭速度较快，形成了混凝土断面之后，可以随时随地的进行后续的支护建造活动。
空气对围岩位置的影响较小，降低了围岩分化问题的发生风险，断面位置上形成了较强的整体支护作用，分散应力所带来的影响得到了有效的控制，对应力过大问题进行了防范、治理，保护围岩结构的稳定性，提高了工程的安全管理水平。不过利用混凝土浇筑技术进行支护结构的建造，存在着一定的技术局限性，那就是利用混凝土浇筑技术时，由于抗弯能力、抗压能力水平有限，因此在外界应力作用下，混凝土浇筑结构的稳定承受力不足，因此该技术应用要求技术人员持谨慎态度，对工作方案进行策划和实施[2]。
(1)巷道顶板承载力技术
在煤矿生产活动中，针对巷道掘进顶板支护技术进行研究，需要从巷道顶板承载力的技术应用层面上，引进现代化的勘察技术和科技设备，提高井下矿压的测量水平，分析井下的相关数据信息，为后续的工作奠定基础，加强对施工人员生产安全的保障。在施工前要分析巷道周围岩石的具体情况，了解岩石压力、耐磨性，对施工坍塌风险进行早期防治，制定应急预案、防范措施，降低施工风险。
施工单位需要分析了解地质情况，用合理的顶板支护形式和科学的技术，加强对施工方案的策划，确保巷道掘进顶板支护施工的内容和方向，符合工程施工的要求，降低意外风险的发生几率。利用支护技术之前，需要对巷道顶板承载力进行优化，制定安全防范措施，明确人员职责，落实各人员的使命任务，提前制定支护方案，按照图纸中的要求明确技术方向，把握技术要点，提高施工水平，控制煤矿施工中的风险，了解施工中的危险源[3]。
在现场进行勘察作业，完成勘察后，工作人员要进一步分析支护技术，了解支护强度，对施工各个环节进行合理的分析规划，用恰当的支护形式，把握支护形式的技术要求和特点。在原材料的选购环节做好把关工作，提高施工材料和设备的性能，保证设备的运行状态稳定性，提高施工材料的质量安全。随着支护技术、支护设备的不断更新和性能的逐渐完善，施工人员要对操作失误的问题进行防范，降低风险隐患，由专人负责在现场进行施工监督与管理，提高巷道顶板承载力效果，优化巷道顶板施工水平[4]。
(2)优化施工工艺
随着我国科学技术的快速发展，在巷道掘进技术的研发和设备的制造中，有越来越多的先进设备和工艺手段被运用到了井下巷道掘进顶板支护作业中，施工单位需要结合地质情况施工要求，对设备进行更新调整。将先进设备的优势发挥出来，体现出先进设备和现有工艺手段的功能优势，升级工艺，通常情况下应用到巷道掘进中的技术方法离不开单体锚杆钻机、供电设备和悬臂式掘进机等设施的支持。在不同的施工阶段、施工环节，要结合地质条件、地质结构的情况，按照技术特点、技术需求，对液压马达进行选择，确保设备运行的稳定性。在建立巷道掘进供电系统的过程中，要对供电故障问题进行防范，利用PLC技术加强对施工设备的隐患检测，早期发现异常问题，并进行早期处理，提高维修效率，推进巷道决定施工项目的顺利进行。
施工单位还需要在选择施工技术的过程中，根据巷道矿层结构差异，提高施工技术水平，发生大面积断裂问题时，工作人员需要利用连续性巷道掘进技术，保证施工连续性，联合多种技术手段，提高支护施工的技术水平。在多种技术集成的作用下，发挥出顶板支护结构的保护功能，引进新工艺、新技术，结合地质条件、水文条件的不同，选择施工技术、施工工艺，地质构造的多变性、复杂性强，如果在良好的地质构造条件下，可以在技术方案的策划环节，使用机械化掘进施工技术。如果煤层中断面较大，地质构造条件不理想，可以采取连续采煤机掘进的技术工艺方式，站在长远施工、安全施工的视角，对支护技术支护方案进行合理的选择、运用，向着智能化、自动化的方向提高生产水平，创新技术与工艺效果[5]。
(3)加强安全监管力度
在支护施工的环节发生质量问题、安全隐患问题，会引起严重的后果，对煤矿生产活动造成阻碍，甚至引起严重的社会安全事件，造成负面的社会影响。因此支护施工的过程中，要由专人负责安全监管工作，加强全过程、全方位的安全监管，了解施工技术的应用情况和井下巷道掘进顶板支护的形式。对施工过程中可能出现的安全事件问题进行早期防治，例如，在爆破环节，消除危险因素，在监管过程中要以保障生产安全为目的，建立起健全的安全监督管理机制，保证施工的质量和生产安全性，临时支护示意图见图1。
图1 临时支护示意图
在质量监督中，安全人员要树立起责任意识，强化质量监管的观念，做好监督检查，早期发现问题，排除隐患，将任何安全隐患因素清除，确保支护施工的安全性。在查阅资料、实地考察相结合的形式下，查阅资料，对井下巷道掘进顶板支护的形式和具体的施工方案进行优化，从经济效益等多层面优化支护效果，最大限度的增强支护质量。对相关工作人员要进行系统培训，因为施工的全过程中，人是作为主体存在的，依靠人的力量完成施工，因此工作人员要树立起责任意识、质量保障意识，提高施工质量，确保井下巷道掘进顶板支护施工的可靠性，取得理想的施工效益，强化安全意识，在安全监管的实践中，提高生产水平、生产效率。
(4)加强技术准备
在支护施工的前期阶段，做好支护准备工作是关键的基础阶段，工作人员需要在煤矿井下巷道掘进顶板支护技术的应用前期，做好资料分析工作，查阅与施工有关的材料，了解煤矿巷道掘进顶板支护技术的要点。无论是支护施工的技术参数，还是有关的标准数据，都需要技术人员在施工前期进行综合化的考量，了解煤矿开采区域的岩层结构，做好前期调研工作、实地考察工作。在支护之前查阅资料时，对地质条件资料进行补充，针对缺失不完整的部分，要进行现场的调研，在实际考察中采集信息，了解井下实际状况，对水温条件、地质条件、支护形式之间的匹配性进行分析，提高施工工艺效果。
要优化施工方案，对施工方案的科学性、合理性加强把握，详细地做好材料规划、设备规划，对临时支护的形式和具体的支护技术进行设计。支护施工中要明确施工的重点、难点、支护要点，排除安全风险，用人为的方式去调整风险问题。例如重视巷道开口这一关键的施工要点，在该环节加强支护管理、安全管理，防止出现后续的安全隐患，在前期的准备环节，要配备完善的设施设备，优化掘进工艺，提高支护技术水平，集中资源和力量优化支护效果，架棚支护顶板管理示意图见图2[6]。
图2 架棚支护顶板管理
综上所述，在煤矿井下巷道掘进施工中，加强对顶板支护技术的应用优化，为企业的生产安全提供保障，不仅仅是为煤矿企业创造更高经济效益的有效方法，而且有利于煤矿企业实现长远稳定的发展。保证人员安全，优化社会口碑，提高煤矿开采的质量和经济效益，助力煤矿行业的进一步长远发展，在技术研究中，结合井下巷道掘进顶板支护的形式，提高支护效果。
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