礦山采掘中高強支護(hù)技術(shù)研究

（陽煤集團(tuán)五礦 山西 045209）

礦石中存在的煤有很好的可燃性，能夠長時間的儲存，不容易發(fā)生變質(zhì)，而且已經(jīng)在人們的生活中應(yīng)用的非常廣泛。現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的比較快，人們的生活節(jié)奏也加快，在平時的生活中對煤炭資源的需求量越來越多。因此，就需要不斷開采煤礦資源，開采的深度逐漸加深，開采的難度就會不斷增加，同時就會出現(xiàn)很多不同的安全隱患，不過要特別重視煤礦開采工人的施工安全，避免工人受到傷害。隨著煤礦開采深度的加深，就需要更先進(jìn)的煤礦開采技術(shù)，保證煤礦支護(hù)結(jié)構(gòu)非常的穩(wěn)定，因此要積極的分析和研究良好的支護(hù)技術(shù)和支護(hù)方法。采礦資源一直是人們?nèi)粘Ｐ枨罅亢艽蟮馁Y源之一。由于采礦和采煤工作的高風(fēng)險因素，如何提高采礦和采煤的安全性一直是備受關(guān)注的問題。由于煤礦開采的復(fù)雜環(huán)境和地質(zhì)條件，以及開采深度的不斷加深，煤礦開采的配套技術(shù)提供了進(jìn)一步的證明。普通的支持技術(shù)已不能再保證煤礦人員的安全。如果要提高安全系數(shù)，則必須增加支撐技術(shù)的強度。

1.高強支護(hù)技術(shù)

(1)高強支護(hù)技術(shù)的意義

固定技術(shù)一般是指利用專門的工具對建筑工地進(jìn)行保護(hù)。高級支護(hù)技術(shù)是對落后的支護(hù)技術(shù)進(jìn)行了改造升級，有明顯的經(jīng)濟(jì)實用性和可靠安全性，已經(jīng)在現(xiàn)在的支護(hù)領(lǐng)域得到了非常普遍的使用。另外，對巷道進(jìn)行支護(hù)可以保證巷道的穩(wěn)定性和安全性，防止巷道結(jié)構(gòu)不科學(xué)。由于巷道的結(jié)構(gòu)具有非常強的穩(wěn)定性，這會嚴(yán)重增加煤礦井下巷道的負(fù)載。現(xiàn)在的高強度支護(hù)技術(shù)比較適合用在煤礦的開采過程中，由于煤礦的地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，層次較多，再加上煤層的質(zhì)地較軟，在煤礦的生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)頂板變形的情況。而高強度的支護(hù)方法能夠很好的解決頂板變形的問題。目前，煤礦企業(yè)正在積極的研究和發(fā)展錨桿等保護(hù)裝置，現(xiàn)在已經(jīng)形成了較為穩(wěn)定的一些內(nèi)部保護(hù)。諸如高等級鋼之類的聚合物材料被廣泛用于錨桿的生產(chǎn)，或者縱向的左手用于輔助工作。

(2)高強支護(hù)技術(shù)的原理

高強度支護(hù)技術(shù)是較為先進(jìn)的技術(shù)，不再使用傳統(tǒng)的支護(hù)原理，需要結(jié)合具體的情況來進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計。一般情況下需要充分考慮支撐直徑的承載力和固定承載力。防雷螺栓的設(shè)計一定要符合規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，而且要按照具體的煤礦開采情況來設(shè)計高度。普通的螺栓經(jīng)常被應(yīng)用在低負(fù)荷的煤礦和一些地質(zhì)問題較少的煤礦。在具體的開采過程中，需要利用合理的支護(hù)技術(shù)，這樣可以保證支護(hù)隧道具有較強的穩(wěn)定性，起到最大限度的支護(hù)效果。通常情況下在內(nèi)部礦井通道的上部支架中使用高強度技術(shù)，就算是通道上部發(fā)生變形也不會影響支護(hù)的穩(wěn)定向。輸送機（圖1）需要進(jìn)行合理的運用，降低通道頂部的集中壓力。利用高強度支護(hù)技術(shù)能確保地表的絕對穩(wěn)定，還可以防止在爆破的時候巷道發(fā)生變形，這樣可以基本確保巷道的安全性，使煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益比較樂觀。

圖1 煤礦輸送機

(3)應(yīng)用高強支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢

在煤礦的開采過程中要優(yōu)先使用高強度的支護(hù)技術(shù)，首先，最重要的就是可以保證采煤工作的安全進(jìn)行，工人的生命安全不受威脅，有非常好的穩(wěn)定性，幾乎不會受到外界其他因素的過多干涉，并且可以使采煤工作有非常好的開采效果，提高了煤礦開采的質(zhì)量。其次，在開采煤礦時經(jīng)常會遇到巖石變形的情況，會嚴(yán)重影響企業(yè)的開采效率和開采質(zhì)量，給煤礦企業(yè)帶來一些經(jīng)濟(jì)損失。煤礦企業(yè)合理的使用高強度支護(hù)技術(shù)，積極發(fā)揮其作用和優(yōu)勢，促進(jìn)煤礦企業(yè)的順利開采。另外，高強度支護(hù)技術(shù)能夠明顯改變煤礦井下的空間結(jié)構(gòu)，減少了工作人員的施工時間，給煤礦企業(yè)節(jié)省了很多的施工成本。它適用于重型輔助技術(shù)，并且占地面積非常小。還可以減少煤礦企業(yè)對建設(shè)工程的成本投入。最后，高強度支護(hù)技術(shù)不是特別復(fù)雜，比較方便進(jìn)行施工操作，提高煤礦企業(yè)工作人員的工作效率，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)，確保施工人員安全和施工質(zhì)量，并確保企業(yè)有更高的施工標(biāo)準(zhǔn)。

(4)加強對原有支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新

如今，在礦業(yè)公司的實際采礦工作中，傳統(tǒng)的采礦技術(shù)已不再適用，并且不能從根本上滿足采礦的實際要求。因此，礦業(yè)公司現(xiàn)在必須將重點轉(zhuǎn)移到改善和發(fā)展采礦技術(shù)上。加強采礦技術(shù)的研究和創(chuàng)新。促進(jìn)采礦技術(shù)的高度機械化、人工智能和自動化。隨著采礦技術(shù)的發(fā)展，還必須創(chuàng)新頂板掘進(jìn)的支護(hù)技術(shù)。必須應(yīng)用所有可用于挖掘的學(xué)習(xí)和使用的新技術(shù)和新流程。

2.礦山采掘中高強支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

煤礦企業(yè)在具體的采煤過程中，要特別重視煤礦開采的安全問題和施工質(zhì)量，這是比較重要且真實存在的問題，必須經(jīng)過科學(xué)的規(guī)劃和先進(jìn)技術(shù)來進(jìn)行合理有效的解決。現(xiàn)在高強度支護(hù)技術(shù)在正常的使用過程中仍然還有一些問題出現(xiàn)，但是，部分煤礦公司經(jīng)常使用高強度支撐技術(shù)，并且所獲得的效果也得到了顯著增強。在支撐工作初期巖石結(jié)構(gòu)不連續(xù)變形的情況下，通過改變圍巖的壓縮程度可以有效地控制變形問題。高強度支撐技術(shù)在一定程度上控制了礦井的承載能力，以確保煤礦井下巖石的完整性，并且減少井下巖石遭受不同程度的破壞。現(xiàn)在，很多地區(qū)的煤礦企業(yè)沒有充分應(yīng)用高強度支護(hù)技術(shù)，沒有得到普遍的應(yīng)用，主要還是因為這些煤礦地區(qū)周圍的地形結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，環(huán)境不太好，地質(zhì)構(gòu)造也有很強的特殊性。在具體的支護(hù)（圖2）過程中，通常情況下會受到很大的應(yīng)力，隧道的上部將會出現(xiàn)明顯的變形，而且煤礦井下的隧道隨時可能會出現(xiàn)收縮的情況，這種情況的出現(xiàn)會嚴(yán)重影響煤礦企業(yè)后期的開采情況。如果沿著采空區(qū)開始采掘煤礦可能還會有一個更特殊的情況，煤礦井下的隧道經(jīng)常性的出現(xiàn)變形，在高強度開采煤礦的時候會使變形情況更加嚴(yán)重，隧道中的空間會越來越小，給后期的煤礦開采工作帶來很多的不便，甚至?xí)霈F(xiàn)更嚴(yán)重的問題，有可能會發(fā)生煤礦的安全事故，進(jìn)而威脅到煤礦開采人員的自身安全和煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利益。

圖2 支護(hù)方式

3.礦山采掘中高強支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用策略

在對煤礦進(jìn)行高強度支護(hù)之前，我們需要全面了解支護(hù)技術(shù)，多方面的分析和搜集一些地質(zhì)構(gòu)造的資料，并合理設(shè)計支護(hù)的措施。根據(jù)實際工作情況計劃并完成支護(hù)工作的一些重要內(nèi)容。在進(jìn)行支護(hù)技術(shù)的初始階段，很多的圍巖在地質(zhì)結(jié)構(gòu)上是不連續(xù)變形的。實際上，這個問題可以通過壓力支持來解決。間歇變形可以控制一些損壞。另外，需要確保錨桿支護(hù)的一些圍巖不能受到任何破壞，而且在高強度支護(hù)的區(qū)域內(nèi)可以使相對應(yīng)力最大化，這也降低了由錨桿引起的破壞率。高強度支撐（圖3）裝置中的延長桿可以在很大程度上控制圍巖的變形程度，以確保最大的工作效率。為了將重型支撐技術(shù)應(yīng)用到實際的采礦工作中，有必要建立和完善一個較為全面的支護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)。

圖3 錨桿支撐

4.結(jié)束語

總之，我們?nèi)祟愒谄綍r的生活和生產(chǎn)中仍然是使用煤炭資源為主要燃燒材料，使用量和需求量已經(jīng)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展而不斷增長。在以后的發(fā)展進(jìn)程中，煤炭資源還是發(fā)揮著重要的作用，沒有其他能源可以取代煤炭資源的地位。不過煤炭資源的需求量逐漸增加，煤炭總量卻在逐漸減少，所以需要深度的開采煤炭資源。煤礦企業(yè)在深度開采的過程中，需要使用高強度支護(hù)技術(shù)，這樣可以保證工人的自身安全，提高煤礦資源的開采質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)利潤。煤礦企業(yè)要不斷應(yīng)用高強度支護(hù)技術(shù)，對其進(jìn)行積極的改進(jìn)和合理的使用，推動煤礦企業(yè)更快更好的發(fā)展。