淺析高強(qiáng)支護(hù)在采煤掘進(jìn)過程中的技術(shù)應(yīng)用

陳少清

摘 要：近幾年來，我國對(duì)采礦業(yè)的高度重視，把采礦業(yè)作為我國的重要支撐產(chǎn)業(yè)，對(duì)于采礦業(yè)的發(fā)展給與大力支持。同時(shí)隨著采礦業(yè)的不斷發(fā)展，采礦深度不斷增加，相應(yīng)的對(duì)煤礦巷道的質(zhì)量要求也相應(yīng)提高。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，目前采煤過程中存在煤礦的巷道硬度高、強(qiáng)度低而且節(jié)理的裂隙比較發(fā)育及巷道的支護(hù)難度比較大等諸多問題。因此將有利于巷道使用的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用于采煤工作中，有效的減少了對(duì)工作面的影響時(shí)間，提高煤礦巷道的服務(wù)期限，大大的減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，減少或避免煤礦巷道擴(kuò)修，極大地增強(qiáng)了采煤的安全系數(shù)。同時(shí)有效地完成了對(duì)煤礦巷道支護(hù)參數(shù)的優(yōu)化，形成了對(duì)煤礦巷道的“高強(qiáng)支護(hù)”。煤礦巷道的高強(qiáng)支護(hù)作為一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，除應(yīng)考慮其是否經(jīng)濟(jì)合理、安全使用的因數(shù)外、尤其要考慮到其對(duì)環(huán)境的影響。這也就使得高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)成為當(dāng)今煤礦業(yè)討論的熱點(diǎn)，也促使高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用不斷深化。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)支護(hù)；采煤掘進(jìn)；技術(shù)應(yīng)用

1 簡介高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)

1.1 巷道支護(hù)問題

在采煤掘進(jìn)的過程中，巷道處于地下較深的地方，承受著來自地上的壓力。由于巷道要支持采礦作業(yè)，要求斷面較大，在做支護(hù)上難度也較大。巷道由于斷面積和承壓都比較大，再加上頂部的巖層較薄十分脆弱，這就要求支護(hù)材料的質(zhì)量要好并且穩(wěn)定性高。巷道是礦井的地下通道，距離長復(fù)雜度高，維護(hù)困難，這就要求巷道的支護(hù)要非常的牢固。因?yàn)楦邚?qiáng)支護(hù)技術(shù)能夠確保巷道的穩(wěn)定性，所以在采礦掘進(jìn)過程中是離不開高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的。

1.2 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)是要根據(jù)實(shí)際情況來應(yīng)用的。要主動(dòng)進(jìn)行巷道的支護(hù)工作，增強(qiáng)圍巖的預(yù)應(yīng)力。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的主要材料是樹脂錨桿，按照標(biāo)準(zhǔn)排距排列，進(jìn)行巷道的頂部加固。當(dāng)高強(qiáng)支護(hù)的預(yù)應(yīng)力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后就可以通過改變形狀對(duì)外部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生擠壓，從而形成一個(gè)整體穩(wěn)定的層狀頂板，也叫預(yù)應(yīng)力承載墻。高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)作用原理就是將豎直的應(yīng)力分散到各處，降低頂部的壓力。同時(shí)因?yàn)楦邚?qiáng)支護(hù)會(huì)產(chǎn)生形變，從而擠壓頂部和四周的結(jié)構(gòu)，使得頂部得到支撐，四周的形變得以控制，達(dá)到主動(dòng)支護(hù)的目的。

1.3 高強(qiáng)度支護(hù)的優(yōu)點(diǎn)

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)能夠控制圍巖的形變，轉(zhuǎn)移預(yù)應(yīng)力到錨固的部位，增強(qiáng)支護(hù)作用，補(bǔ)充傳統(tǒng)支護(hù)技術(shù)的不足。支護(hù)剛開始時(shí)主要針對(duì)圍巖結(jié)構(gòu)表層的不連續(xù)形變，如碎裂和滑動(dòng)。高預(yù)應(yīng)力的支護(hù)主要是使圍巖一直處在高壓條件下，增強(qiáng)圍巖和錨固區(qū)的承受能力，保護(hù)圍巖里層的結(jié)構(gòu)，對(duì)不連續(xù)形變和碎裂的保護(hù)能力較強(qiáng)。在支護(hù)剛開始控制形變時(shí)，錨桿增阻快速增加，便于保持支護(hù)的延伸率。通過這些手段控制圍巖的形變程度，保證采煤掘進(jìn)工作安全有序的進(jìn)行。

2 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在采煤掘進(jìn)中的具體應(yīng)用

2.1 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的運(yùn)作機(jī)理

要想將高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)有效的運(yùn)用于實(shí)際工作之中，首先就必須對(duì)煤礦巷道進(jìn)行一定程度上的勘察與研究，只有充分了解煤礦巷道的實(shí)際情況，才能在此基礎(chǔ)之上對(duì)實(shí)際應(yīng)用中的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)而有效的設(shè)計(jì)，就一般情況而言，設(shè)計(jì)之中的計(jì)算方法為半圓拱斷面凈寬以及凈高的乘積。當(dāng)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)設(shè)計(jì)完成之后，就可以對(duì)圍巖預(yù)應(yīng)力進(jìn)行一定程度上的提高，并最終實(shí)現(xiàn)主動(dòng)支護(hù)，這樣一來，就能夠?qū)⒏邚?qiáng)支護(hù)技術(shù)的作用完全體現(xiàn)出來。就一般情況而言，要想對(duì)主動(dòng)支護(hù)中錨桿的長度進(jìn)行有效確定，則需要參考懸吊理論并研究進(jìn)行確定；但對(duì)于錨桿的直徑而言，則一般是同時(shí)考慮承載力以及錨固力進(jìn)行確定。從支護(hù)材料的選擇方面而言，主要以樹脂錨桿居多。除此之外，為了進(jìn)一步提高支護(hù)的可靠性，在幫頂上會(huì)對(duì)鋼筋網(wǎng)進(jìn)行一定程度上的實(shí)用，但需要注意的是，在進(jìn)行這一操作時(shí)需要保證錨桿孔要比樹脂固力高。

2.2 基于高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在采煤掘進(jìn)中的應(yīng)用

在煤礦采煤掘進(jìn)之前，應(yīng)該做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，因此對(duì)于煤礦地質(zhì)材料的分析必不可少。對(duì)于煤礦地質(zhì)材料的分析主要包含如下幾個(gè)方面：首先，需要分析松動(dòng)圈作用以及頂板巖層的實(shí)際情況，然后在此基礎(chǔ)之上根據(jù)分析結(jié)果選擇適合而有效的錨桿長度，同時(shí)還需要對(duì)其進(jìn)行理論性的計(jì)算，只有這樣，才能夠?qū)ζ湓趯?shí)際應(yīng)用中的效果進(jìn)行有效的保證。其次，再對(duì)頂板巖層的實(shí)際狀況進(jìn)行一定程度的研究與分析，然后據(jù)此采用高強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)并使其形成回采系統(tǒng)，這樣一來，就可以對(duì)巷道的安全性進(jìn)行更好的保證，同時(shí)還能夠游俠降低成本并提高工作效率。

在實(shí)際掘進(jìn)的過程之中，需要對(duì)錨索盤槽鋼進(jìn)行有效的選擇，一般情況之下選擇較高的錨索盤槽鋼較為適宜，然后注意將錨桿盤加之于錨索頭與鋼槽的中間位置，這樣一來，便可以對(duì)圍巖預(yù)應(yīng)力承受能力進(jìn)行一定程度上的增加，從而達(dá)到更好的圍巖支護(hù)效果。

而如果實(shí)在深層次的采煤掘進(jìn)之中，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)則顯得更為重要。一般情況之下，在實(shí)際的應(yīng)用之中需要對(duì)支護(hù)進(jìn)行一定程度上的比較分析，然后再分析的基礎(chǔ)之上選擇最為適宜、最為合理的支護(hù)。首先，應(yīng)當(dāng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行一個(gè)綜合性的考慮，在將各個(gè)因素納入到考慮范圍的基礎(chǔ)之上進(jìn)行研究分析，并最終選擇合適的方案對(duì)巷道的穩(wěn)定性進(jìn)行有效保證。在實(shí)際的施工過程之中，需要做好相應(yīng)的監(jiān)督工作。同時(shí)注意將錨桿、錨梁以及鋼筋網(wǎng)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，使其之間的承接、連接以及固定達(dá)到最優(yōu)，從而獲得最好的掘進(jìn)效果。

2.3 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用

某一煤礦企業(yè)采煤掘進(jìn)中，采用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)。其在實(shí)際掘進(jìn)中，其先對(duì)煤礦巷道擴(kuò)點(diǎn)二十米范圍內(nèi)進(jìn)行密集排列。排列過程中錨索一般會(huì)選用八米左右的鋼絞線，而錨索盤則使用的是標(biāo)準(zhǔn)的錨索托盤，相應(yīng)應(yīng)力和預(yù)緊力也在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。為了進(jìn)一步提高高強(qiáng)技支護(hù)技術(shù)所發(fā)揮的效用，并在此基礎(chǔ)之上對(duì)墻體錨桿進(jìn)行一定程度上的加固，這一煤礦企業(yè)做了相應(yīng)的掘進(jìn)地段錨桿補(bǔ)丁并增加了相應(yīng)的鋼筋網(wǎng)，并將之前預(yù)設(shè)好的錨索放在標(biāo)準(zhǔn)錨網(wǎng)中對(duì)巷道下坡進(jìn)行拉底。除此之外，為了對(duì)支護(hù)質(zhì)量進(jìn)行有效的保證，在支護(hù)方式的選擇上也做出了一些考慮，經(jīng)過分析與研究，最終選擇了聯(lián)合支護(hù)的方式。在對(duì)高志虎掘進(jìn)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程之中，利用相應(yīng)錨桿和圍巖地質(zhì)條件來設(shè)計(jì)相應(yīng)支護(hù)方案，這在一定程度上能為高強(qiáng)支護(hù)掘進(jìn)帶來了方便。結(jié)果該煤礦企業(yè)憑借高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)取得了良好成果。

3 結(jié)束語

隨著時(shí)代的發(fā)展，煤礦行業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著重要作用，煤礦資源的需求量不斷增大，當(dāng)前煤礦煤層的開采深度不斷增大，巷道圍巖的穩(wěn)固性下降，容易引發(fā)生產(chǎn)事故。因此高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在采掘中應(yīng)用廣泛，極大提高了巷道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高了應(yīng)力分布的均勻性，同時(shí)支護(hù)結(jié)構(gòu)的施工成本較低，操作簡單，具有較強(qiáng)的應(yīng)用前景。研究顯示高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在采掘過程中提高了巷道安全性，提高了煤炭開采的工作效率。

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