淺談采煤掘進過程中高強支護的技術應用

李寶華

摘 要：近些年來，隨著科學技術的不斷革新，逐漸出現了諸多新型開采技術，高強支護技術就是其中非常重要的一項。簡要分析采煤掘進過程中高強支護技術的應用，希望可以提供一些有價值的參考意見。

關鍵詞：采煤；掘進；巷道；高強支護

中圖分類號：TD353.6 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）10-0021-02

現如今煤炭資源在人們日常生產和生活中的作用越來越重要，同時由于其儲藏量較大、可燃性較好、儲存時間較長等特點，煤礦開采業的發展越來越快，煤炭的使用也越來越廣泛，而且在開采過程中，采掘面也正逐漸向地面深處發展。在采煤掘進過程中，需要對煤礦巷道進行構建，而巷道越深，其堅固性和穩定性就越差，這樣在開采過程中很容易引發事故，影響施工的安全。因此，采用高強支護技術對巷道進行有效加固意義重大。

1 高強支護技術的概述

在過去很長一段時期內，高強支護技術并沒有引起人們的高度重視，這是因為在當時的煤礦開采過程中土層比較淺，也沒有較大的開采力度。近些年來，煤炭開采技術日趨成熟，煤炭資源的社會需求量在不斷擴大，煤炭開采的力度和深度也在逐步增加，那么就需要充分發揮高強支護的作用，保證采煤掘進的安全和質量。目前，我國很多礦區都將高強支護技術應用到采礦過程中，比如部分地區地理位置較為復雜，土層結構較為脆弱，通過應用這項技術，保障了現場施工的安全性和穩定性。高強支護技術的應用主要包括以下幾方面的內容：①煤礦巷道深度越來越大，其穩定性就相應的越來越差，而高強支護技術可以有效加固煤礦巷道，增加巖壁和巷壁的承載力；②高強支護技術難度不大，投入成本也不高，而且電力環境也不會對其產生任何影響，因此，在各種條件下都可以采用高強支護技術；③高強支護涉及到的部件組裝難度較小，對材料質量也沒有較高的要求，且攜帶起來比較方便，從而減少了開采人員的負擔；④高強支護技術的應用延長了巷道的使用壽命，同時也減少了后期的維護工作量，不會浪費較多的資金，進而提高了企業的經濟效益。

2 高強支護的基本原理

高強支護技術通常被應用于煤礦巷道中，在選擇和設計高強支護之前就需要充分考慮煤礦巷道的實際情況，通過科學的設計，使煤礦巷道得到有效的保護。一般情況下，在煤礦開采之前，就需要設置高強支護，通過主動支護，才可以將高強支護技術的作用充分發揮出來。正常情況下，為了實現主動支護，可以合理增錨桿的長度和承載力。

通常情況下，在煤礦巷道的頂部位置設置高強支護。這樣，如果出現最大預應力，高強支護可以自動開啟預應力的承載結構，有效增加巷壁的抗壓能力和抗變形能力，從而使加固煤礦巷道的目的得以實現，因此，也有人將高強支護裝置稱為預應力承載梁。應用高強支護技術可以將應力不斷傳遞出來，利用應力可以將部分垂直應力抵消掉，在最大程度上降低圍巖強度，有效控制巖壁變形，進而使巷道的穩固性得到強化，最終提高施工環境的安全性。

3 高強支護的應用分析

高強支護技術雖然還不夠完善，在支護過程中容易出現一些問題，但在煤礦巷道的應用中取得了顯著的成果。在支護初期，通常存在一些不連續變形，比如結構面里層滑動、裂隙張開等，高強支護可以有效控制非連續變形和破壞，使圍巖能夠保持在一個受壓的狀態，以便控制圍巖承載力，保證了錨固區圍巖的完整性，使較大應力承載形成于錨固區，在較大程度上降低了對外圍巖里層的破壞程度。同時，高強支護技術的延伸桿體也可以有效控制圍巖的后續變形。在控制初期變形的過程中，可以有效增加錨桿的增阻，促使支護系統的延伸率得以實現。這樣，即使施工環境中有著較大的阻力，也可以有效控制圍巖的變形。

在現場采煤掘進時，需要結合設計方案來監督掘進過程，使煤礦企業掘進工作質量得到保證，避免出現安全隱患。錨梁的應用可以有效承接和固定高強支護，同時，如果墻體較高，錨梁也可以承擔相應的壓力，以便更加有序地進行采煤掘進工作。由于高強支護有著較強的隱蔽性，因此在確定參數之后，就需要考慮如何才能保證工程的質量和施工的安全。隨著時代的發展，深井越來越多，高采動地壓也在不斷增加。面對越來越復雜的自然地理條件，如果不結合具體情況，不有針對性地應用防護措施，就可能會導致冒頂事故發生。目前，還有一些地質條件比較特殊，比如高應力巷道、沿空巷道等，在這些地區還沒有廣泛應用高強支護技術，在高應力作用下，這類巷道會發生較為強烈的頂部變形，巷道出現收縮變形問題，影響到巷道的正常使用。特別是沿空掘巷，如果不應用支護技術，在煤礦方面，有著較為嚴重的巷道變形，等到了回采階段，巷道變形更加嚴重，且斷面收縮將會達到60%左右。這樣不僅對巷道的正常使用造成影響，甚至還會導致一些安全事故的發生。

另外，在具體的實踐過程中，還需要構建完善的支護監測機制，通過支護監測，收集圍巖發展狀態參數，對圍巖運動規律和支護工作的實際效果進行動態掌握，并借助這些數據資料，對支護系統進行有效的優化，同時要全面、準確、及時地采集和整理監測資料。在掘進過程中，還需要對巷道支護的實際效果進行跟蹤，利用科學的方法分析和預測圍巖情況，并將其中存在的安全隱患和問題找出來，及時采取措施進行改進，以便巷道施工能夠安全進行。

4 結束語

終上所述，隨著時代的進步和社會的發展，煤礦行業得到了迅速的發展，開采工藝在不斷提高，社會對煤炭資源的需求量越來越大，煤層的開采深度也在不斷增加。煤礦巷道深入到地下中，就會影響到它的穩固性。如果不加以處理，就會導致嚴重的事故發生。針對這種情況，可以將高強支護技術應用到巷道加固中。目前，高強支護技術已經得到了較為廣泛的應用，并且成本較低，技術難度也不高。通過實踐證明，將高強支護技術應用到采煤掘進過程中，可以在很大程度上提高開采過程的安全性。此外，由于投入的成本資金有所減少，這樣經濟效益和社會效益就會明顯增加。以上簡要分析了采煤掘進過程中高強支護技術的應用，希望可以提供一些有價值的參考意見。

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〔編輯：劉曉芳〕