淺析煤礦采掘過程中的高強支護技術

趙全全

摘要：分析高強度支護技術定義和相關原理，探討高強支護技術的設計要點，以期加強高強支護技術的使用安全，促進煤礦高產高效。

關鍵詞：煤礦采掘;高強度支護技術;安全問題

1煤礦巷道高強支護的原理分析

在采掘過程中使用高強支護時，需要根據煤礦的具體條件來進行設計。高強支護作用的發揮首先是要提高巷道周圍巖石的預應力，然后根據實際情況，通過預防性支護來達到高強支護的目的。正常情況下，需要從錨桿的長度、直徑入手，依據懸吊理論開展相應的支護工作。錨桿長度的設計主要依據錨桿直徑。而錨桿的直徑主要取決于錨桿所承載的負荷和錨固定力。高強支護技術的應用隨煤礦開采實際條件和巷道條件的變化而變化。高強支護技術主要的應用領域是巷道的頂部，目的是提高巷道頂部的抗壓能力。在預應力較大的條件下，高強支護技術還可以形成預應力結構，在發生變形的條件下，可以通過擠壓外部結構的方式來達到保證其自身穩定性的目的。

2高強支護技術應用

2.1在軟巖巷道的應用

軟巖巷道是煤礦采掘的難點，由于其穩定性差、裂隙狀況多，增加了巷道變形發生的概率，必須加強高強支護技術的合理管控和處理。一般狀況下，需從設備穩固度、整體效率等方面對頂板設備進行評價，在實現支護效果的同時，保證相關作業人員的安全。此外，為了提高煤層穩定性，還需要考慮端頭出口支護、超前支護、貼幫支護等方法的輔助作用。采掘施工中必須考慮各個環節的配合度，盡量避免冒頂事故的發生。

2.2在預破碎煤層的應用

煤礦采掘施工中使用爆破技術會對巷道結構、周圍巖層等產生負面影響，因此需要及時對預破碎煤層進行合理支護。爆破作業一般以爆破點為中心，周邊巖層會受到不同程度的影響，需要及時對松動巖層進行加固。

2.3在煤礦采掘中的應用

為了保證煤礦采掘作業的安全性、有序性，可借助錨梁來分擔巷道壓力，起到鞏固作用。構造帶厚煤層處理方法可降低頂板下沉、冒頂等的發生概率，從避免頂板冒落的角度出發，可采用液壓支架在巖層、煤層之間形成一個隔離區域，以緩解頂板下沉等狀況。

3巷道礦山壓力控制和支護的設計

3.1合理的選擇巷道發掘位置

在確定內應力場范圍基礎上，充分結合實際情況，盡可能的實現巷道發掘的內應力場深入到邊界處。根據工程建設要求，如果不考慮后續的資源回收，可以增加留煤柱寬度，可以有效降低巷道支護煤柱承受的負荷，將變形量控制在最低的程度上，提升巷道支護安全性。與此同時，如果需要縮小巷道留煤柱寬度，需要在確保巷道不漏風前提下，保證內應力場的安全、穩定下，方可進行后續的巷道發掘工作。

3.2把握巷道發掘時間

在煤礦回采巷道礦山壓力控制工作中農，巷道發掘時間的把握合理與否，將直接影響到后續工作開展，關乎到巷道回采作業安全。在巷道變形破壞控制中，回采工作中進入到某個環節的時間把握是關鍵所在，為后續內應力場巷道發掘提供支持和保障。在這個環節，需要將更多的關注度放在滯后時間是否能夠保證目標實現。

3.3選擇合理的支護結構

（1）內應力場形成前階段

在巷道作業推進后，內部回采空間和推進擴大帶來的壓力系數也在逐漸增加，煤壁的彈性壓縮逐漸從邊緣產生，逐步朝著更深層次的方向延伸，工作面推進距離則是縱向深入的距離。如果工作面推進到內應力場范圍內，由于煤層已經進入到塑性破壞階段，所以后續的采探工作中伴隨的支持壓力隨之擴大，有效降低承受的壓力。

（2） 內應力場的形成階段

內應力場形成階段，也可以將其看做是巖層斷裂過程，工作面長度將直接影響到斷裂運動。在這個過程中，內應力場范圍內的煤層中，發生了不同程度上的變形問題，并且這種壓力和變形情況都會呈現出十分顯著的變化情況。內應力場發掘和維護巷道控制礦壓工作中，需要工作人員能夠充分把握變形情況，憑借自身專業能力和工作經驗，結合實際情況做出合理的判斷，制定更加完善的方案。回采巷道支護的核心內容就是把握作業區域內結構力學發展規律，為后續回采巷道礦壓控制和支護工作開展提供更為堅實的支持和保障，優化系統空間，提升設計合理性。與此同時，建立完善的巷道支護設計理論體系，確定壓力的主要來源，把握圍巖破壞運動對巷道支護設計帶來的影響大小，為后續的管理決策提供充分的支持和保障。

4高強支護技術應用中的注意事項

4.1設計因地制宜的方案

我國地域廣闊，各地區地質條件差異巨大，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，應當在分析現場地質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。此外，通過實驗進行驗證，根據實驗的數據結果修正設計方案。

4.2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。

4.3構建監測體系機制

高強支護監測體系系統的主要作用是：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，改進高強支護系統等。在煤礦采掘的實際工作中，構建相對完善的監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現安全隱患，針對性地采取補救措施，從而提高煤礦采掘工作的安全性。

5結束語

煤礦開采環境惡劣，由于地形的復雜加上地質的動態變化，使開采的難度加大。高強支護技術能夠運用到巷道的頂部以及巖壁，對其產生保護作用。但該技術在應用的時候也會有問題出現，希望煤礦企業的相關工作人員能夠重視并且合理利用這種技術。

參考文獻：

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（作者單位：山西忻州神達南岔煤業有限公司）