浅谈煤矿顶板支护技术的应用

煤矿顶板支护的质量对于煤矿企业的生产效率与劳动安全有着直接的影响，在顶板支护技术中，支护方式的设计与支护形式的选择是其中的关键性因素，煤矿顶板支护技术不仅需要满足施工流程的要求，也要有着理想的防御能力，下面就针对几种煤矿顶板支护技术进行深入的分析。
　　1 煤矿顶板支护形式分析
　　1.1 煤矿顶板的基本支护形式
　　煤矿顶板基本支护形式包括石材支架、型钢支架与木材支架几种模式。石材支架是与石材与砂浆砌成的一种连续性支架，与其他的支架形式相比而言，石材支架有着取材广泛、强度高的优势，也可以阻止围岩的风化：型钢支架在我国的煤矿中应用范围最为广泛，常用的支架形式包括U型钢与工字钢两种，型钢支架常常应用在巷道断层破碎位置以及围岩变形量较为严重的地区：木材支架与石材支槊和型钢支架相比，有着质量轻、架设便利的优势，也可以适应各种各样的作业环境，但是，该种支架模式的防火性能、腐蚀性能相对较差，强度也不及石材支架与型钢支架。
　　1.2煤矿顶板的巷道加固形式
　　煤矿顶板的巷道加固形式包括机械加固与注浆加固两种形式，机械加固的作用就是夯实.该种加固模式即利用人力或者机械将松散部分压实：注浆加固即通过注射浆液的模式将围岩与泵浆形成一个有机整体，达到稳定结构、闭合裂缝的效用。
　　1.3锚杆支护巷道加固形式
　　锚杆支护即将锚头、杆体、托板等杆状结构物固定在巷道围岩之中，该种加固型形式能够有效提升岩体的强度与应力，根据锚固方式的不同，锚杆支护巷道支护形式包括机械式加固形式、粘结式加固形式与摩擦式加固形式：根据材料的不同，锚杆支护巷道支护形式包括
　　木锚杆加固形式、金属锚杆加固形式、竹锚杆加固形式与混凝土锚杆加固形式：根据作用特征的不同，锚杆支护巷道支护形式包括主动式锚杆加固形式与被动式锚杆加固形式两种。
　　在锚杆支护巷道加固形式之中，锚固剂、金属网、钢带、托板是必不可少的部分，锚固剂可以粘结好岩石壁与锚杆，金属网和钢带可以有效提升围岩稳定性，托板可以提升锚杆工作阻力。
　　1.4煤矿顶板强化支护形式
　　煤矿顶板强化支护形式包括临时性支护与永久性支护两种形式.临时性支护即在巷道内某一点设置容易拆移与安装的支撑柱，其中最为常用的就是液压支柱：永久性支护即在巷道支护中增加构件来提升巷道稳定性，其中最为常用的包括中心柱、立柱与偏心柱。
　　2 煤矿顶板支护技术理论
　　2.1 悬吊理论
　　悬吊理论适宜用在规模大，顶板上部岩层稳定的煤矿之中，若煤矿顶板发生松动，即可在上部做好平衡拱，在设计的过程中只要明确岩层重量，即可根据岩层重量来分析出锚杆的锚固力、长度、直径以及间排距。
　　2.2 组合梁理论
　　组合梁理论适宜用于采深较浅，且顶板岩层结果多，软岩构造应力偏低的煤矿之中，在具体的应用过程中需要锁紧薄岩层，这样即可有效提升岩层之间的抗剪刚度与摩擦力。在组合梁理论中，锚杆能够提供出轴向与切向约束.在设计时主要计算出锚杆承载能力即可确定好锚杆支护的其他参数。
　　2.3 组合拱理论
　　组合拱理论适宜用在拱性巷道围岩破裂的煤矿中，如果巷道周边间距较小，即可利用锚杆圆锥形压力形成均匀压缩袋，考虑到该种支护模式难以进行定量计算，因此，只要分析出加固拱厚度即计算出相应的参数。
　　3 煤矿顶板锚杆支护设计方式
　　煤矿顶板锚杆支护设计内容較多，包括巷道围岩地魇力学评估、井下情况监测、初始设计、相关信息的反馈以及修正设计：
　　3.1 围岩地质力学评估的方式
　　在煤矿顶板支护设计中，对围岩地质力学进行评估的根本目的就是为围岩类型的设计提供科学合理的数据支持，为了提升设计准确性，在评估的过程中必须要考虑到地应力、黏结强度、采动影响、围岩结构、地质构造、围岩强度、围岩岩性、环境等因素。
　　3.2 井下监测方式
　　进行井下检测的根本目的就是获取到巷道围岩与锚杆的变形与受力信息，只要获取到这些信息，就能够分析出巷道的安全参数，为了提升监测的准确性，需要根据锚杆受力情况、分布情况进行选择。就现阶段来看，井下监测指标包括锚杆受力、锚索受力、顶板离层值、两帮移近量几个指标。
　　3.3 初始设计方式
　　在完成评估与井下监测工作之后，即可确定围岩分类表的类型，并以此为基础确定巷道顶板锚杆参数与支护形式。
　　3.4 信息反馈方式
　　信息反馈就是间以上监测的参数与设计参数进行分对比，分析出支护材料的成本，并总结出影响巷道整体性能的因素，从中筛选出最优的参数.
　　3.5 设计修正
　　在以上的流程完成后，就需要对实测值与设计值进行对比，若有指标难以满足初设设计要求，就需要进行相应的修正，在修正时，应该优先修改预紧力，着顶板发生锚杆位置移动、顶板弯曲变形或者两帮移近量增大的情况，就需要增加锚杆与锚索预紧力。就现阶段来看，我国锚杆预紧力应该控制在材料屈服强度的50%.之内。
　　4 结语
　　总而言之，煤矿顶板支护工作对于煤矿生产安全有着重要的影响，要想提升煤矿生产的安全性，必须要做好顶板支护设计工作，但是就现阶段来看，我国煤矿顶板支护工作还存在一些问题，详细通过相关学界专家学者的努力.我国煤矿顶板支护技术定可以达到新的台阶.