高強支護技術在煤礦采煤掘進中的運用探討

＊辛洪瑞

（山西省陽泉蔭營煤業有限責任公司 山西 045011）

隨著煤礦采煤數量與礦井建設規模的不斷擴大，高強支護技術的應用受到了人們的高度關注與重視。高強支護技術的應用不但是煤礦深、寬開采的的必然要求，更是提高采煤效率，保障采煤安全等重要措施。

1.高強支護技術相關概述

煤礦開采需要結合現場實際及煤礦特點進行全面分析，提高掘進支護水平，保障采煤效率與采煤安全。目前，較為常用的高強支護技術主要包括有可伸縮性支架支護技術、預留煤柱支護技術、高強噴射混凝土技術、聯合高強支護技術、光爆錨噴網支護技術這五種。高強支護技術的有效應用需要結合對巷道實際情況進行合理選擇，尤其是要結合巷道截面凈高、凈度等的科學計算，最大限度地發揮支護技術應用效果。隨著淺層煤礦的不斷開采，可以利用的煤炭資源的深度逐漸加深，才能滿足日益增長的煤礦需求。煤礦開采深度的不斷增加，對于出煤效率與采煤安全的要求也越來越高，對此必須加強對巷道掘進的有效支護，保障采煤安全，以及為安全撤離提高安全、穩定通道。目前高強支護技術在采煤掘進中的應用主要集中在保障采煤安全以及安全施工預防與控制方面。同時，高強支護技術在采煤掘進中的應用有著操作簡便、成本較小的應用優勢，尤其適用與較高難度的采掘工作，因此被廣泛應用于煤礦采掘過程，大大提高了煤礦開采效率，降低了經濟成本，為推動煤礦企業實現采煤效益最大化提供有效保障。

2.采煤掘進中常用高強支護技術應用分析

（1）可伸縮性支架支護技術。目前，在巷道支護應用中的高強支護技術多種多樣，可伸縮性支架支護技術應用最為普遍。這一技術的應用主要是通過可伸縮支架的雙向伸縮作用進行支護通。一般來說，礦井巷道掘進斷面比較小，會對開采工作造成較大限制，導致采煤過程中極易對巷道側壁產生破壞，從而提高采煤工作時的危險性?？缮炜s性支架支護技術的有效應用能夠有效提高巷道整體的承載承壓性，為采煤掘進提高良好支護環境，提高煤礦采煤掘進效益。

（2）預留煤柱支護技術。預留煤柱支護是較為傳統的高強支護形式，尤其適用于對煤礦巷道上、下區段的支護。預留煤柱支護技術的應用在操作方面較為簡單便捷，也能取得較好的應用效果。尤其是一些礦井的通風條件與排水效果較差的巷道掘進會對采煤工作造成較大影響，采用預留煤柱支護技術能夠有效緩解、解決這些問題。但是預留煤柱支護技術在實際應用過程中也存在應用成本較高、巷道后期維修難度大等不足。所以，在具體應用過程中應結合礦井巷道實際情況分析對預留煤柱支護技術的應用進行合理選擇。

（3）高強混凝土噴射支護技術。一般來說，煤礦開采地理環境極為復雜，采掘作業難度較大，安全問題也十分常見。加強深層地下地理環境空氣流通性較弱，極易發生巷道坍塌現象。若是缺乏有效的高強支護極易發生安全事故。通常情況下，進行煤礦開采的時候，因為煤礦的地理環境十分復雜，給采掘作業帶來許多困難，也會造成許多安全問題。高強混凝土噴射支護技術的有效應用能夠提高巷道的穩定性，確保其能夠達到相關標準要求。此外，這一技術的有效應用還能夠提高巷道頂板強度。在具體應用過程中需要結合巷道實際情況對噴射技術進行合理選擇。

（4）光爆錨噴網高強支護技術。在采煤掘進過程中，巷道墻體有著諸多薄弱之處，可利用錨桿的強度與拱起作用強化薄弱墻體，提高墻體的承載力與抗震強度。在深層采礦巷道掘進過程中，光爆錨噴網高強支護技術的有效應用能夠加固拱結構設置，提高其穩定性，避免出現礦頂松動、變形，保障采煤安全。光爆錨噴網支護技術的有效應用能夠通過發揮懸吊錨桿作用對松動圍巖進行有效加固、支撐，提高其承載性能。

（5）聯合高強支護技術。在煤礦掘進作業過程中一項重要內容就是錨桿支護技術，在實際運用該項技術時需要著重做好組合、連接與加固這幾個環節。一般而言，巷道施工會在不同程度上影響與破壞到原有的巖層結構，導致其安全性以及穩定性下降，所以要求工作人員能夠在穩定地層中深入錨桿，有效增強巷道圍巖結構的穩固性，確保后續工作得以安全推進。在具體作業環節，工作人員需盡量采取組合錨桿的形式，如此一來便可讓組合梁與組合拱在巷道內共存，避免出現冒頂等問題。當作業完成一段時間后工作人員還要加固所有錨桿，設置相應錨桿群，形成一個徹底封閉的承載結構，進而實現支護效果的大幅提升。錨桿支護不同于液壓支架的一點在于其更為關注防御功能?？傮w而言，該項技術具有較好的適應性與靈活性，可以根據具體采煤環境情況來進行相應的改進與調整，要求作業人員能夠對巖層構造進行細致排查，并且還需要結合圍巖結構應力以及使用巷道時間等情況來做好錨桿支護方案的制定與規劃。但是因為采煤周期較長，所以如若巷道圍巖發生分化問題，就會導致巖層斷層面積加大，因此要求作業人員確保降低空頂距離，及時進行混凝土噴射作業，提高圍巖的穩固性。

聯合高強支護技術的應用通常需要結合實際情況，選擇合適的U型鋼架和錨背對巷道進行支護，達到強化支護的目的，確保巷道的安全穩定。在進行采煤掘進過程中，聯合高強支護技術的有效應用能夠實現對巷道深部位置的有效保護，提高巷道穩固堅實性能，而且可以有效預防巷道頂端出現側向變形，以及煤層變形問題。就現階段看來，聯合高強支護技術主要有如下兩類：第一，聯合使用U型鋼可縮性技術與錨背支護技術。在實際開展作業過程中，要求確保灌漿質量，首先做好巷道打眼，往孔眼內固定注漿錨桿，隨后根據注漿情況來明確實際錨桿的數量。其次需要采取設備或人工方式來進行水泥攪拌，同步開展注漿作業。一般來說需要保證攪拌和注漿地點間距不超過5m。該類技術的優點在于能夠明顯提高巷道支護的穩固性，而且適用于較高部位的巷道。第二，聯合使用錨梁網支護技術。該項技術主要是采取的是光面爆破技術，在具體運用環節在完成初噴、打錨孔、待錨桿、鋼絲網和鋼梁等作業后，采取噴射混凝土的方式來對錨梁網實施再次加固，確保其穩定性。其一大顯著優點在于能夠打造一個安全系數較高的開采環境。

3.高強支護技術應用現狀分析

在目前的煤礦采掘施工過程中，高強支護技術的有效應用能夠取得較為明顯的效果。但是相對而言，高強支護技術的應用發展時間較短，未能廣泛普及應用到高應力巷道與沿空巷道支護當中。在高應力巷道實際開采過程中，許多因素影響會導致巷道頂部產生較大形變，以及產生收縮形變問題，對井下采煤作業的順利進行產生較大影響。同時，高強支護技術的應用在監測機制構建、落實方面存在諸多不足，不但無法實現對安全施工的有效預警，而且應用不當還會給采煤作業帶來不良影響，甚至導致較大的經濟損失。在進行沿空采掘施工過程中若是缺乏對高強支護技術的有效應用，無法對巷道進行有效加固而導致巷道產生嚴重變形。再者，在回采作業當中如果巷道加固效果不佳，巷道出現嚴重變形導致斷裂面收縮增長，也會對采煤效率造成較大影響，甚至會引發安全施工問題，導致經濟損失乃至人員傷亡。這就要求采煤單位在實際應用過程中必須對監測機制的構建與落實予以高度重視，在落實有效支護措施的同時，構建起高強支護監測系統，并充分發揮其監測作用，保障采煤安全，提高采煤經濟效益。

4.優化高強支護技術應用效果的策略分析

在科學技術快速發展的今天，在煤礦采煤掘進工作中的高強支護技術也在逐步創新與成熟，但是鑒于當前高強支護技術應用過程中的不足，還應當要采取有效的措施來優化其應有效果，將該項技術的優勢全面發揮出來，具體可由如下幾方面進行處理：第一，在正式開始支護前，要求作業人員能夠親自到現場進行勘查與調研，全面掌握現場環境情況，確定支護方案后，不可馬上大范圍投入使用，還需要先行開展實驗檢測，在檢測數據達到標準要求后方可正式使用，保證獲得最佳的支護效果。第二，能夠科學結合高強支護技術和其它技術，高強支護技術的一個運用優點就是其能夠結合多種技術一同使用。在進行煤礦采掘過程中，要求作業人員能夠做好其它技術的鉆研工作，仔細研究該類技術聯合使用高強支護技術的可能性、可行性以及使用效果等情況，以便于更好的發揮出高強支護技術的運用效果，確保巷道的穩定與安全，為煤礦開采工作提供安全的環境，推動煤礦企業健康持續的發展。第三，做好壓力監測工作。在運用高強支護技術過程中，有關技術人員還應當要結合實際煤礦采掘狀況以及巷道建設情況來確定相應的管理與控制方法。特別是在處理巷壁壓力以及巷道頂部時，合理使用高強支護技術能夠有效確保巷道的穩固。而且作業人員還需要仔細檢測巷道頂部的壓力，可以采取頂板離層儀等儀器設備來對頂板壓力進行動態檢測，保證整體支護結構的穩定與安全。即便高強支護技術具有良好的功能性，如若在具體運用過程中沒能全方位掌握與了解此項技術，就會大大增加煤礦頂板開采作業時發生問題的幾率。所以有關作業人員應當要能夠在建設支護期的早期階段就能夠正確處理巷道變形的問題，嚴格把控變形量在規定范圍當中，防止降低支護質量與效果。而且在進行技術推廣時，管理者應首先對技術內容進行深入了解，管理好煤礦巖層結構數據及其他信息，讓支護系統更具穩定性特征，避免給煤礦企業帶來經濟損失。

5.結束語

綜述可知，高強支護技術在煤礦采煤過程中有著較為重要的應用，是采煤掘進安全、高效的重要保障。對此，采煤單位必須加強對高強支護技術的有效應用，合理規避其應用缺點，發揮其應用優勢，并加強對采煤方法的合理應用，提高高強支護應用效果，為提高采煤效益與采煤安全提供有效保障。