煤礦采掘中的高強支護技術研究

摘 要：隨著煤礦采礦深度的增加及地質條件的日漸復雜，煤礦巷道安全性高強支護技術要求也隨之提高。井下職工在煤礦開采過程中，會遇到一些巷道頂板高硬度的頂板巖石，但是又因為其強度低造成巷道頂板裂隙的增加，大大降低了支護的安全系數，本文首先闡述了煤礦采掘中高強支護技術的涵義及其原理，重點論述將重點煤礦采掘中的高強支護技術，以期對相關工作有所助益。

關鍵詞：煤礦；采掘；高強支護技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.065

0 引言

基于國內淺層煤炭資源逐步減少的影響下，開采深層煤炭資源逐步地被重視，與此同時，也要求尤為先進采掘技術的應用，而在采掘深層煤炭資源中，高強支護是非常關鍵的一個組成部分。應用高強支護技術可以實現巷道穩定性的提升，確保煤礦生產安全性與生產效率，盡量地減少事故的出現，并且實現理想的煤礦企業經濟效益，從而推動煤礦企業的穩定與健康發展。

1 煤礦采掘中高強支護技術的涵義及其原理

1.1 高強支護技術的涵義

高強支護技術指的是借助噴砼、鋼絲網、錨桿、鋼帶、錨索等支護方式的幾種或者是兩種實現支護，進而在一部分復雜結構的地質中普遍地應用。并且，在具備軟煤層、軟底、軟頂特點的煤礦采掘較多地應用高強支護技術，這是由于這一系列區域對兩幫變形與頂板的掘進控制有著比較高的要求。

1.2 高強支護技術的原理

將高強支護技術應用于煤礦采掘當中應當堅持相應的原理，以及需要結合實際現狀設計高強支護技術。具體來講，需要提升煤礦巷道附近巖石的預應力，然后結合實際現狀，積極主動地設計煤礦支護，進而體現高強支護技術的功能。一般來講，結合懸吊原理進行支護，對相應的錨桿進行設計，以及對錨桿的長度予以確定，錨桿的直徑是錨桿長度的設計標準，而借助錨固定力和錨桿承載力確定錨桿的直徑。在高強支護中應用錨桿，一般是選用普通材料的錨桿，以及在相應的指標范圍之內設計間排距。

在挖掘煤炭的時候，結合實際應用的巷道對高強支護技術進行設計和確定。巷道頂是初期應用該技術的適用范圍，倘若預應力到達某個指標的情況下，預應力構造基于高強支護技術而完成，在變形的方式下成功地擠壓外部構造。對于高強支護技術來講，其可以進行不間斷傳遞的應力工作，實現應力的減緩和集中，從而實現消除應力的目標，最終對巷道附近巖石變形的情況進行有效地控制。高強支護技術優勢的發揮能夠對變形量進行有效地控制，從而體現兼治標本的功能，能夠實現理想的經濟效果。

2 煤礦采掘中的高強支護技術

2.1 光爆錨噴支護技術

相比較于其它的支護技術，光爆錨噴網支護技術的特點是勞動強度低、適應條件廣、高效安全、經濟等，在持續地發展過程中，光爆錨噴支護技術日益系統化和完善化，因而被普遍地應用于巷道支護中。對于光爆錨噴支護技術的應用來講，應當選擇適宜的參數，像是炮孔間距、最小抵抗線、不耦合系數、裝藥構造等，進而確保巷道的安全，應用該技術能夠使加固拱形成于煤礦深部圍巖附近的相應范圍當中，從而實現薄弱位置抗剪性能的提升，有利于巖性可靠的維持，以及防止出現圍巖變形與松動現象的出現。錨桿的組合梁功能、圍巖的補強功能、錨桿的懸吊功能等可以實現圍巖抗應力的優化，從而實現巷道頂板承載性能的提升，最終提高巷道的安全性與可靠性。

2.2 噴射混凝土支護技術

都是在密封的地下環境中開采煤礦，具備復雜的地質結構，巖層缺少穩定性，倘若支護強度缺少，那么地壓沖擊與壓出煤層的現象非常容易發生，這不利于煤礦采掘的順利開展，為此，理想的高強支護技術的應用顯得十分關鍵。而噴射混凝土支護技術能夠實現顯著的支護效果，可以確保巷道的安全性。噴射混凝土支護技術涵蓋很多種方式，像是干式噴射混凝土支護技術、水泥裹砂噴射混凝土支護技術、濕式噴射混凝土支護技術等，經常應用的是干式噴射混凝土支護技術，其重點借助人工或者是機械拌和速凝劑、水泥、混凝土等，再向干式噴射混凝土噴砂機射嘴輸送混合料，結合相應的比重加水進行配合，且在煤礦巷道圍巖墻壁上噴射，從而使一種支護體形成。而對于新型的水泥裹砂噴射混凝土支護技術來講，其是借助水泥裹住砂粒，以及借助壓縮空氣或者是泵送的手段向噴射嘴輸送混合料，再噴射至巷道圍巖墻壁，從而使一種高強噴射混凝土支護體形成，進而確保巷道的安全和穩定。

2.3 聯合支護技術

為了實現支護效果的提升，煤礦掘進中也較為普遍地應用聯合支護技術這種高強支護技術，像是能夠借助錨背支護與U型鋼伸縮性支架使一種超高強支護體形成，而借助如此的支護技術能夠完善噴射混凝土支護技術面臨的缺陷，以及能夠防止巷道流動與巷道變形情況的發生。一般來講，錨梁網聯合支護技術先是借助光面爆破技術來掘進，再打貓孔和初噴，然后借助鋼梁、鋼絲網、錨桿來支護，且對混凝土進行噴射。而聯合支護技術一般應用鋼筋網、木材、混凝土等材料，在支護巷道中最多應用的是鋼筋網背板，并且把它聯合U型鋼可縮性支架可以有效地體現內部支護與外部支護的聯合支護效果，從而提高巷道的穩定性與安全性。

3 結語

綜上所述，在采掘煤礦的時候，經常會出現煤礦安全事故，人們也越來越重視煤礦的安全問題，而借助高強度的支護構造抗壓實現煤礦巷道頂板抗壓性能的提升，進而轉移應力，倘若巷道頂板的抗壓性能不理想，以及壓力較大，那么可以借助分散壓力的方式。倘若巷道頂板的抗壓性能比較理想，那么能夠借助集中應力的手段，避免破壞其它頂板。在煤礦掘進中越來越普遍應用高強支護技術的影響下，以及在研發新型材料的影響下，能夠更進一步地提升其抗壓性能。

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作者簡介：孫長城（1984-），男，遼寧朝陽人，本科，助理工程師，研究方向：采煤安全技術管理工作。endprint