简述煤矿井下巷道支护方式及架设金属棚支护技术

简述煤矿井下巷道支护方式及架设金属棚支护技术
摘要煤矿开采中，会对原本的地质构造形成破坏，导致煤壁上部应力的增大，因此，从保证煤矿井下生产安全的角度，需要做好巷道支护工作。

本文对煤矿巷道支护方式进行了简单分析，并就架设金属鹏支护技术的要点以及需要注意的问题进行了讨论，希望能够为煤矿巷道支护工作提供一些参考。

关键词煤矿；井下巷道；支护方式；金属棚支护
前言
我国煤矿多数蕴藏在地下，开采工作也多是采用井下开采模式，对于煤矿企业而言，井下巷道掘进和支护是一项异常复杂的工作，存在大量的不确定性因素，必须做好地质条件的研究，对巷道掘进速度进行控制，同时采取有效的支护措施，保证井下作业的效率和安全性。

1 煤矿井下巷道支护方式
煤矿井下巷道支护的主要目的，是缓和和减少围岩移动，避免巷道断面的过度收缩，同时预防已经散离和破坏的围岩出现冒落。

巷道支护的效果主要受其支架自身的支承力影响，但是却并不仅仅取决于支承力，还会受到围岩性质、支架力学性质、支架安装时间、支架设置密度以及围岩接触方式等因素的影响。

一般情况下，为了保证巷道支架能够在调控围岩变形中发挥积极作用，需要在围岩出现松动和破坏前，对支架进行安装，确保其能够与围岩共同发挥承载作用。

针对不同的煤矿地质条件，需要采用不同的巷道支护方式，依照支护时间長短，可以将巷道支护分为临时支护和永久支护；依照支护原理，可以将巷道支护分为支撑式支护和补强式支护，前者主要是对岩体进行直接支撑，一般选择整体式支架，即运用石料、混凝土或者钢筋混凝土砌筑后得到连续整体支护体系，常见的是直墙拱顶式，可以分为墙、拱和基础三部分，拱形多为半圆拱或者三心拱；后者则是以岩体为对象，运用相应的措施来对其进行加固补强，通过提升围岩强度的方式，保证巷道整体的稳定和安全。

比较常见的补强支护方式包括锚杆支护、锚网支护、喷射混凝土支护等。

不同的巷道结构对于支护有着不同的要求，以倾斜巷道为例，其本身存在一定倾角，或导致重力方向与巷道顶板不垂直，从而形成平行于巷道顶板和垂直于巷道顶板两个方向的作用力，在平行于巷道顶板方向，推力向下作用，支护措施必须能够对这个推力进行克服或者抵消，而想要实现这个目标，要求支护体系必须能够与巷道顶板垂线保持一定夹角，也就是所谓的迎山角[1]。

2 架设金属棚支护技术的应用
2.1 技术要点
在对金属棚进行架设前，需要做好必要的准备工作，对巷道进行清理，保持地面相对平整，避免碎石等对于施工的影响。

同时安排测量人员做好巷道中线和腰线的测量工作，利用小线拉出一条中线，确保其经过需要设置支护措施的地段，将腰线引到两侧后，做好相应的记号。

准备工作完成后，可以依照中线对柱窝位置进行确定，然后依照腰线进行开挖，确保柱窝深度能够达到相应标准。

在立柱上对腰线所处位置进行标注，然后在挖好的柱窝内放置立柱，确保立柱腰线与两侧岩体上腰线保持高度一致，调整垂直度，然后利用拉条来对立柱进行固定，避免其出现倾倒问题。

对上述工作成果进行确认后，还需要在梁上画出中线的位置，金属棚架设前，必须对其进行检查，确保构件连接稳固，结构合理，能够发挥良好的支承作用。

架棚时，如果采用托梁器进行上梁操作，必须划定相应的施工范围，确保人员能够在安全距离之外进行操作，避免棚梁摆动引发的危险。

如果由于巷道空间等因素，选择人工上梁，则至少需要安排四名施工人员，顶上两人，两侧各一人，在两侧各放置一个凳子，保证凳子平稳牢固，然后在专人指挥下进行上梁操作，确保顶梁能够准确架设到立柱上，与立柱实现严密牢固结合。

作业完成后，需要做好全面细致的检查工作，确保支架扭斜度和垂直度都能够满足相关要求，如果发现其超出允许误差范围，则需要及时做出调整。

必须认识到，在金属棚支护的架设过程中，第一支架的安装尤其关键，必须切实保证其质量，因为这直接关系着后续支架的架设效果。

在对背板进行安装时，需要做到分步施工，确保上一块填一块，通过目测来保证背板的平整度。

2.2 注意事项
金属棚的施工质量直接关系着煤矿巷道的稳定性，关系着井下开采作业安全，必须得到足够的重视，因此，架设金属棚支护的过程中，需要关注一些关键问题：一是必须合理选择施工人员，确保其具备丰富的施工经验，熟悉煤矿巷道支护施工的作业流程和支架规格，能够严格依照相关要求进行施工操作；二是必须充分重视施工前的准备工作，对支架施工所需的各种构件以及施工工器具进行检查，确保其类型齐全，数量准确，状态良好，同时还应该对梁、腿的尺寸和规格等进行检查，看是否符合设计要求；三是无论是机械割煤还是爆破采煤，作业完成后需要对周边巷道的顶板、煤帮和支架等进行全面检查，看是否存在有松动或者破坏，对于发现的问题，必须及时进行处理；四是应该为金属棚加设拉杆，严格依照规定设置背板的数量和规格，以木楔做好固定工作；五是在对金属棚腿窝进行开挖时，需要对其位置进行明确，保证位置合理的情况下，才能进行施工，以防止出现棚腿倾斜甚至悬空等问题，影响支护体系的整体稳定性；六是在对爆破崩倒或者事故坍塌的金属棚进行处理时，需要先对周边10m范围的棚体进行加固，然后按照从外向内的顺序进行逐一修复，避免内部进入。

顶部超挖作业需要以木料架设木垛接顶，若两侧超挖量超过300mm，需要以木料刹紧背牢，并以煤矸填充压实；七是如果发现巷道压力过大，支架出现损坏，需要先对损坏的单体柱进行加强，然后进行金属棚的修补工作，若出现多架棚损坏的情况，则需要按照从外向内的顺利进行处理[2]。

3 结束语
总而言之，在煤矿井下作业中，存在大量影响作业安全的因素，从保证井下生产效率和生产安全的角度，煤炭企业需要做好巷道支护工作，从巷道的实际情况出发，选择恰当的支护方式，保证巷道稳定可靠，以此来为煤矿井下施工作业的安全提供可靠保障，减少安全事故的发生，推动我国煤炭事业的稳健发展。

参考文献
[1] 伍光东.井下巷道采用锚网支护与金属支架支护的经济效益分析[J].中国高新技术企业，2015，（30）：141-142.
[2] 刘东东.我国煤矿巷道支护技术研究[J].机械管理开发，2017，（12）：63-64.。