煤礦采掘中的高強支護技術分析

孫立虎

【摘 要】目前，隨著煤礦采煤深度的不斷增加和地質(zhì)條件的逐漸復雜，其對煤礦巷道安全性高強支護技術也提出了較高的要求。相關工作人員在煤礦開采的過程中，會遇到一些巷道頂板硬度較高的巖石，這樣會極大的降低支護的安全系數(shù)。本文就對煤礦采掘中的高強支護技術進行深入探討。

【關鍵詞】煤礦；采掘；高強支護技術；淺析

所謂高強支護技術，是指在幾種支護方式的支持下實現(xiàn)有效支護，比如鋼絲網(wǎng)、錨桿、噴砼等，在復雜結構地質(zhì)中具有良好的適用性，當前煤礦采掘中也比較常用，以便加強兩幫變形與頂板的掘進控制，保證煤礦采掘的安全順利進行，降低事故發(fā)生幾率。

1、高強支護技術含義以及原理分析

1.1高強支護技術含義

高強支護技術是指組合使用錨桿、錨索、鋼絲網(wǎng)、鋼帶以及噴砼等支護技術中的兩種或幾種進行支護，廣泛應用在一些地質(zhì)構造復雜，并且具備頂軟、底軟以及煤層軟等的特性的煤礦開采地區(qū)，在地質(zhì)結構復雜地區(qū)使用得較多，因為這些地區(qū)對于掘進控制頂板以及兩幫變形有著較高的要求。高強支護技術充分利用了支護原理，確保周圍巖石與巷道本身的穩(wěn)定性，發(fā)揮出應有的承載力，有效地控制巷道圍巖的變形。高強支護技術是一種安全性高、成本低、支護效果好的煤礦采掘所使用的技術。

1.2高強支護技術原理分析

煤礦采掘中高強支護技術的使用，需要遵循一定的原理性知識，在實際的煤礦開采工作中，高強支護技術的具體應用要根據(jù)實際情況設計。有效將煤礦巷道周圍的巖石預應力提高，再依據(jù)現(xiàn)實情況，積極主動地開展煤礦支護設計工作，從而有效地提升高強支護技術的作用。通常情況下，根據(jù)懸吊理論來開展主動支護，設計相對應的錨桿，確定錨桿長度，錨桿長度的依據(jù)是錨桿的直徑，錨桿直徑通過錨桿承載力與錨固定力進行確定。錨桿在高強支護工作與使用中，選擇的材料通常情況下是普通材料錨桿，間排距需要設置在一定標準范圍內(nèi)。實際具體煤炭挖掘過程中，根據(jù)巷道具體應用來設計確定高強支護技術。這種技術在最開始的適用范圍是巷道頂部，但是如果預應力達到相應程度時，高強支護技術就會完成預應力結構，擠壓外部結構目標在變形方式下成功地實現(xiàn)，即使在其變形時，這種技術也能夠使其保持一定的穩(wěn)定性。高強支護技術，能夠有效地開展連續(xù)傳遞式的應力工作，將應力集中或者減緩，最后達到消除的效果，從而進一步有效地控制巷道周圍巖石的變形量。發(fā)揮這種技術的優(yōu)點，而且也很好地控制了變形量，確保煤礦開采中變形量能夠很好地被控制住，起到了內(nèi)外并舉、標本兼治的作用，具有經(jīng)濟效果。

2、煤礦采掘中高強支護技術的應用

2.1軟巖巷道中高強支護技術的應用

作為長期以來煤礦采掘工作的難點，軟巖巷道的支護結構必須加以增強才可有效避免煤礦安全事故的產(chǎn)生。由于軟巖巷道具有較差的穩(wěn)定性且存在大量的圍巖節(jié)理裂隙，這就導致了在煤礦采掘工作中很容易出現(xiàn)巷道變形現(xiàn)象，所以就要用到高強支護技術來避免頂板事故發(fā)生的可能性，從而在一定程度上保證軟巖巷道結構的煤礦在生產(chǎn)過程中的安全可靠性。為了減少軟巖巷道結構煤礦在開采過程中發(fā)生安全事故的可能性，煤礦企業(yè)管理人員需根據(jù)煤礦現(xiàn)場的實際情況制定合理的頂板支護管理章程，確保煤礦工作人員在進行開采工作時可以有序、高效地開展掘進工作，從而有效提高煤炭開采效率。對于在煤礦支護過程中所用到的設備，煤礦企業(yè)管理人員應增強管理意識，通過維護支護設備的方式來提高煤礦采掘工作面頂板的安全可靠性。一般情況下，工作人員評價頂板支護設備主要是從支護設備的穩(wěn)固、質(zhì)量及性能三方面進行，因此，煤礦企業(yè)需定期安排檢查人員對支護設備進行檢修，確保支護結構在煤礦采掘過程中具備一定的實用價值，進而從根本上維護人民的生命財產(chǎn)安全。此外，煤礦企業(yè)可利用貼幫支護、切頂支護、超前支護及端頭出口支護等方式來確保煤礦采掘工作的安全可靠性。煤礦井下開采工作需要各個工作部分之間的相互配合才能順利完成，煤礦企業(yè)的管理人員需加強對頂板支護的管理工作，從而有效減少冒頂事故出現(xiàn)的可能性。

2.2預破碎煤層中高強支護技術的應用

為了進一步提升煤礦開采工作的安全穩(wěn)定性，煤礦企業(yè)必須意識到爆破技術可能會帶來的危害，根據(jù)預破碎煤層的性質(zhì)特點對其進行支護，從根本上減少由于爆破而產(chǎn)生煤礦安全事故的可能性。一般情況下，當煤礦工作人員引發(fā)爆破產(chǎn)生時，以爆破點為中心其周邊的圍巖會因為距離遠近而受到不同程度影響。煤礦工作人員可事先對一些已產(chǎn)生松動的巖層進行加固，這樣就可有效減少由于爆破作業(yè)而引發(fā)的巷道松塌或垮落事故的出現(xiàn)。針對一些比較關鍵的圍巖，煤礦企業(yè)工作人員可在進行爆破作業(yè)之前對其進行錨固加強處理，這樣就可在一定程度上增強圍巖承受載荷的能力，使作用在巷道圍巖上面的壓力分散轉(zhuǎn)移，進而減少巷道圍巖上面的應力集中現(xiàn)象，從而可減少圍巖在承受壓力的過程中出現(xiàn)變形情況的可能性，并將圍巖中存在的不穩(wěn)定因素通過支護技術來轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定因素。在對預破碎煤層進行支護的初期，巷道圍巖上面常常會存在一些結構面滑動、裂縫張開等缺陷，可利用高強支護技術對這些缺陷進行控制，以確保圍巖在煤礦開采過程中一直處于被壓縮狀態(tài)，從而可有效地控制好圍巖承受載荷的能力且可保證圍巖錨固區(qū)域的安全可靠性，促使其在錨固區(qū)域具有更強大的應力承載能力，在進行爆破任務時減小對周圍事物的破壞程度。

3、高強支護技術應用中的注意事項

3.1設計因地制宜的方案

我國地域廣闊，各地區(qū)地質(zhì)條件差異巨大，煤炭資源的深度也不盡相同。因此，高強支護技術的具體應用，應當在分析現(xiàn)場地質(zhì)因素等方面的具體情況，建立力學模型的前提下，因地制宜地進行施工方案的設計，對施工所需的支護構件進行合理安排，科學計算支護的各項參數(shù)。此外，通過實驗進行驗證，根據(jù)實驗的數(shù)據(jù)結果修正設計方案。

3.2細致把握支護過程

高強支護技術的實際應用是一個循序漸進的過程，因此需要細致把握整個過程，使采掘施工快速地實施。在實際施工中，通常會在支護初期發(fā)生變形，應當確保支護對周邊巖體的約束力；對于使用主動支護技術的情況，應當對巷道錨桿的阻礙進行加強，通過高強支護系統(tǒng)的延伸桿體，控制支護初期的變形；通過使用錨梁，對高強支護進行承接及固定的加強，并且分擔支護的壓力。

3.3構建監(jiān)測體系機制

高強支護監(jiān)測體系系統(tǒng)的主要作用是：對圍巖、支護構件等進行信息采集；通過分析信息，隨時了解高強支護及圍巖的變化情況；以信息為依據(jù)，改進高強支護系統(tǒng)等。在煤礦采掘的實際工作中，構建相對完善的監(jiān)測體系機制的重要意義在于：了解巷道圍巖及支護當前實際狀況，在科學分析后能夠及時發(fā)現(xiàn)安全隱患，針對性地采取補救措施，從而提高煤礦采掘工作的安全性。

4、結語

煤炭資源與我國經(jīng)濟發(fā)展息息相關，在當前我國煤礦采掘深度逐日增加的背景下，安全問題成為全社會的關注點。本文從高強支護技術的原理、優(yōu)點等基礎概念著手，在此基礎上進一步對巷道破壞常見因素及類型進行分析，以此對煤礦采掘中高強支護技術應用問題進行探討，提出在應用中需要以設計因地制宜的方案為前提，細致把握整個支護過程，并且構建監(jiān)測體系機制。只有重視這些事項，才能使高強支護技術最大化發(fā)揮作用，真正提高巷道的安全，從而煤礦采掘工作的正常進行。

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（作者單位：山東華恒礦業(yè)有限公司）