淺析煤礦采掘中的高強支護技術

王傳晨

濟寧礦業集團有限公司霄云煤礦 山東濟寧 272000

1 高強支護技術的應用意義

高強支護技術對于煤礦的開采具有很大的優勢，主要表現在：第一，隨著煤炭資源開采深度不斷的增加，導致了煤炭開采難度的上漲，安全性的降低，在應用高強支護技術之后能夠提升煤礦巷道和巖層結構的穩定性，不僅確保了煤礦開采工作人員的生命安全還有效的提升了開采的效率。第二，通過對高強支護技術和其他的支護技術的對比可以發現，高強支護技術的結構穩定性更強，能夠起到更好的保護作用。第三，應用高強支護技術對煤礦開采掘進支護中時，工作人員不需要攜帶大量的輔助材料，大幅度減輕了工作人員的工作難度，讓工作人員更加輕松[1]。

2 高強支護技術在煤礦采掘中的應用

2.1 高強支護技術在軟巖巷道中的應用

在煤礦開采掘進作業中，軟巖巷道不僅具有圍巖節理裂隙，而且穩定性也不大好，為了保證采煤掘進工作軟巖巷道的安全性，維護巷道支護工作的有序性，管理人員需要從支護設備的穩固、質量、性能等三個方面做好對頂板支護的評價工作，需要指定專門人員對支護設備工作狀態進行定期的檢修、維修和保養，以保證支護設備工作狀態的穩定可靠性[2]。1314 工作面直接頂為2．7m 厚的細砂巖，屬于較穩定頂板，在計算支護阻力時應考慮阻力最大時的情況，即頂板在煤壁線處全部切斷，此時超前支架承受最大壓力。

2.2 高強支護技術在預破碎煤層中的應用

在煤礦開采掘進過程中，會經常性地遇到一些破碎煤層，為了安全起見，就必須要利用高強支護技術來對預破碎煤層進行強固支護。在爆破作業中，以爆破點為中心對周邊巖層造成的影響程度是有所不同的，應用高強支護技術需視巖層的松動情況而采取相應的加固處理措施。需要說明的是，在爆破作業之前，就應該先對關鍵位置的圍巖做好錨固加強處理，預防圍巖的變形。如下圖所示：

2.3 對光爆錨噴網高強支護技術的應用

在煤礦的開采中，如果出現了可能散落的巖層時，光爆錨噴網技術能夠利用錨桿的懸吊功能將巖層固定在比較穩定的圍巖結構上，然后在利用錨桿的支撐作用對這部分的圍巖結構進行支撐，減少圍巖的荷載。另外，光爆錨噴網技術中的錨桿還具有補強的作用。將錨桿設置在煤礦巷道的周圍，能夠對巷道結構起到很好的保護作用，增強了巷道周圍圍巖的結構穩定性，將圍巖的荷載分配到了錨桿上，減輕了圍巖所承受的荷載[3]。

大斷面錨索驗算：錨索長度校核，應滿足L=La+Lb+Lc+Ld，式中：L- 錨索總長度，m；La- 錨索深入到較穩定巖層的錨固長度，m；La ≥K×（d1fa）/（4fc）=2×21．6×1427．31/（4×10）=1541．5mm，La ≥1．54m，其中：K- 安全系數，一般取2；d-錨索直徑21．6mm；fa- 鋼絞線抗拉強度，1427．31N/mm2；fc- 錨索與錨固劑的粘合強度，10N/mm2；Lb- 需要懸吊的不穩定巖層厚度，2．4m；Lc- 托板及錨具的厚度，0．15m。Ld- 外露張拉長度，0．25m：

L=La+Lb+La+Lc+Ld=1．54+2．4+0．15+0．25=4．34m。滿足設計錨索長度6．5m 要求。

按懸吊理論校核錨索間距。為防止巷道頂板大面積整體垮落，采用φ21．6×6500mm（錨入硬巖深度1500mm，長度取巷道寬度的1．5 倍）的鋼絞線錨索加強支護，錨索沿巷道掘進方向呈“邁步式” 布置，錨索布置位置自下幫向上幫依次為：距下幫1800mm處施工第一排、距第一排1600mm 處施工第二排、第二排距上幫1400mm，錨索間排距為2000×1600mm，將錨桿加固的“組合梁”整體懸吊于堅硬巖層中，校核錨索間排距，冒落方式按最嚴重的冒落高度大于錨桿長度的整體冒落考慮，此時，靠巷道兩幫的角錨桿和錨索一起發揮懸吊作用，在忽略巖體粘結力和內摩擦力的條件下，取垂直方向的平衡，可用下列公式計算錨索間距：

L=nF2/[BHr-（2F1sinθ）/L1]，式中：L- 錨索間排距，m；B—巷道最大冒落寬度，取最大斷面4．8；H- 巷道冒落高度，按最嚴重冒落高度取2．4m；r- 巖體容重，取28kN/m3；L1- 錨桿排距，1．0m；F1- 錨桿設計錨固力，70kN/ 棵；F2- 錨索極限承載力，取230kN；θ- 角錨桿與巷道頂板的夾角，75°；n- 錨索排數，取2。L=2×230/[4．8×2．4×28-（2×70×sin75 °）/1．0]=2．46m，實際錨索間排距為2000×1600mm 滿足要求。

3 結語

高強支護技術能夠對煤礦的巖層結構進行支護，讓煤礦巖層結構和巖壁的承受能力有了顯著的提高。通過高強支護技術的應用，減輕了工作人員的壓力和負擔，同時還提升了開采的安全性，對于我國煤礦開采業的發展具有重要意義。