淺析高強支護在采煤掘進過程中的技術應用

陳少清

摘 要：近幾年來，我國對采礦業的高度重視，把采礦業作為我國的重要支撐產業，對于采礦業的發展給與大力支持。同時隨著采礦業的不斷發展，采礦深度不斷增加，相應的對煤礦巷道的質量要求也相應提高。據資料統計，目前采煤過程中存在煤礦的巷道硬度高、強度低而且節理的裂隙比較發育及巷道的支護難度比較大等諸多問題。因此將有利于巷道使用的高強支護技術應用于采煤工作中，有效的減少了對工作面的影響時間，提高煤礦巷道的服務期限，大大的減輕了勞動強度，減少或避免煤礦巷道擴修，極大地增強了采煤的安全系數。同時有效地完成了對煤礦巷道支護參數的優化，形成了對煤礦巷道的“高強支護”。煤礦巷道的高強支護作為一項先進技術進行應用，除應考慮其是否經濟合理、安全使用的因數外、尤其要考慮到其對環境的影響。這也就使得高強支護技術成為當今煤礦業討論的熱點，也促使高強支護技術的應用不斷深化。

關鍵詞：高強支護；采煤掘進；技術應用

1 簡介高強支護技術

1.1 巷道支護問題

在采煤掘進的過程中，巷道處于地下較深的地方，承受著來自地上的壓力。由于巷道要支持采礦作業，要求斷面較大，在做支護上難度也較大。巷道由于斷面積和承壓都比較大，再加上頂部的巖層較薄十分脆弱，這就要求支護材料的質量要好并且穩定性高。巷道是礦井的地下通道，距離長復雜度高，維護困難，這就要求巷道的支護要非常的牢固。因為高強支護技術能夠確保巷道的穩定性，所以在采礦掘進過程中是離不開高強支護技術的。

1.2 高強支護技術

高強支護技術是要根據實際情況來應用的。要主動進行巷道的支護工作，增強圍巖的預應力。高強支護技術應用的主要材料是樹脂錨桿，按照標準排距排列，進行巷道的頂部加固。當高強支護的預應力達到標準后就可以通過改變形狀對外部結構產生擠壓，從而形成一個整體穩定的層狀頂板，也叫預應力承載墻。高強度支護技術作用原理就是將豎直的應力分散到各處，降低頂部的壓力。同時因為高強支護會產生形變，從而擠壓頂部和四周的結構，使得頂部得到支撐，四周的形變得以控制，達到主動支護的目的。

1.3 高強度支護的優點

高強支護技術能夠控制圍巖的形變，轉移預應力到錨固的部位，增強支護作用，補充傳統支護技術的不足。支護剛開始時主要針對圍巖結構表層的不連續形變，如碎裂和滑動。高預應力的支護主要是使圍巖一直處在高壓條件下，增強圍巖和錨固區的承受能力，保護圍巖里層的結構，對不連續形變和碎裂的保護能力較強。在支護剛開始控制形變時，錨桿增阻快速增加，便于保持支護的延伸率。通過這些手段控制圍巖的形變程度，保證采煤掘進工作安全有序的進行。

2 高強支護技術在采煤掘進中的具體應用

2.1 高強支護技術的運作機理

要想將高強支護技術有效的運用于實際工作之中，首先就必須對煤礦巷道進行一定程度上的勘察與研究，只有充分了解煤礦巷道的實際情況，才能在此基礎之上對實際應用中的高強支護技術進行科學而有效的設計，就一般情況而言，設計之中的計算方法為半圓拱斷面凈寬以及凈高的乘積。當高強支護技術設計完成之后，就可以對圍巖預應力進行一定程度上的提高，并最終實現主動支護，這樣一來，就能夠將高強支護技術的作用完全體現出來。就一般情況而言，要想對主動支護中錨桿的長度進行有效確定，則需要參考懸吊理論并研究進行確定；但對于錨桿的直徑而言，則一般是同時考慮承載力以及錨固力進行確定。從支護材料的選擇方面而言，主要以樹脂錨桿居多。除此之外，為了進一步提高支護的可靠性，在幫頂上會對鋼筋網進行一定程度上的實用，但需要注意的是，在進行這一操作時需要保證錨桿孔要比樹脂固力高。

2.2 基于高強支護技術在采煤掘進中的應用

在煤礦采煤掘進之前，應該做好相應的準備工作，因此對于煤礦地質材料的分析必不可少。對于煤礦地質材料的分析主要包含如下幾個方面：首先，需要分析松動圈作用以及頂板巖層的實際情況，然后在此基礎之上根據分析結果選擇適合而有效的錨桿長度，同時還需要對其進行理論性的計算，只有這樣，才能夠對其在實際應用中的效果進行有效的保證。其次，再對頂板巖層的實際狀況進行一定程度的研究與分析，然后據此采用高強支護系統并使其形成回采系統，這樣一來，就可以對巷道的安全性進行更好的保證，同時還能夠游俠降低成本并提高工作效率。

在實際掘進的過程之中，需要對錨索盤槽鋼進行有效的選擇，一般情況之下選擇較高的錨索盤槽鋼較為適宜，然后注意將錨桿盤加之于錨索頭與鋼槽的中間位置，這樣一來，便可以對圍巖預應力承受能力進行一定程度上的增加，從而達到更好的圍巖支護效果。

而如果實在深層次的采煤掘進之中，高強支護技術則顯得更為重要。一般情況之下，在實際的應用之中需要對支護進行一定程度上的比較分析，然后再分析的基礎之上選擇最為適宜、最為合理的支護。首先，應當對現場的情況進行一個綜合性的考慮，在將各個因素納入到考慮范圍的基礎之上進行研究分析，并最終選擇合適的方案對巷道的穩定性進行有效保證。在實際的施工過程之中，需要做好相應的監督工作。同時注意將錨桿、錨梁以及鋼筋網進行有機的結合，使其之間的承接、連接以及固定達到最優，從而獲得最好的掘進效果。

2.3 高強支護技術的實際運用

某一煤礦企業采煤掘進中，采用高強支護技術。其在實際掘進中，其先對煤礦巷道擴點二十米范圍內進行密集排列。排列過程中錨索一般會選用八米左右的鋼絞線，而錨索盤則使用的是標準的錨索托盤，相應應力和預緊力也在標準范圍內。為了進一步提高高強技支護技術所發揮的效用，并在此基礎之上對墻體錨桿進行一定程度上的加固，這一煤礦企業做了相應的掘進地段錨桿補丁并增加了相應的鋼筋網，并將之前預設好的錨索放在標準錨網中對巷道下坡進行拉底。除此之外，為了對支護質量進行有效的保證，在支護方式的選擇上也做出了一些考慮，經過分析與研究，最終選擇了聯合支護的方式。在對高志虎掘進技術進行設計的過程之中，利用相應錨桿和圍巖地質條件來設計相應支護方案，這在一定程度上能為高強支護掘進帶來了方便。結果該煤礦企業憑借高強支護技術取得了良好成果。

3 結束語

隨著時代的發展，煤礦行業在國民經濟中發揮著重要作用，煤礦資源的需求量不斷增大，當前煤礦煤層的開采深度不斷增大，巷道圍巖的穩固性下降，容易引發生產事故。因此高強支護技術在采掘中應用廣泛，極大提高了巷道結構的穩定性，提高了應力分布的均勻性，同時支護結構的施工成本較低，操作簡單，具有較強的應用前景。研究顯示高強支護技術在采掘過程中提高了巷道安全性，提高了煤炭開采的工作效率。

參考文獻

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