礦山采掘中的高強支護技術(shù)探索

王延波

（遼源礦業(yè)集團礦建工程有限責(zé)任公司，吉林 遼源 136201）

礦產(chǎn)中煤炭具有良好的燃燒性，并且可以長期儲存，不容易變質(zhì)，一直以來都被人們廣泛的運用。在社會經(jīng)濟日益發(fā)展的今天，人們的日常生活和工作生產(chǎn)對煤炭的需求使用量不斷加大，所以對于煤礦開采的深度也就越來越大。隨著煤礦開采的深度不斷增加，開采難度也會相對加大，其不確定的危險因素也就越多，在每場采掘中，施工人員的安全問題一直是人們關(guān)注的焦點問題。目前采用支護技術(shù)來增加煤礦開采的安全性，煤礦采掘的越深，所需要的支護技術(shù)強度越高，為了保證眼睛里的結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性，需要對高強度知乎技術(shù)進行探究[1]。

1 簡述高強支護技術(shù)

（1）高強支護技術(shù)的含義。支護技術(shù)是通過專業(yè)的支護工具結(jié)合使用，共同完成對施工地點的支護工作，一般使用在地形環(huán)境較為復(fù)雜、危險系數(shù)較大的礦產(chǎn)采掘之中。高強支護技術(shù)是傳統(tǒng)支護技術(shù)的一個升級，具有經(jīng)濟適用、安全性高的特點，在支護工作中受到了廣泛的應(yīng)用。它保證了提高礦井周圍的巖石壁具有更強的穩(wěn)定性，同時，也增強了礦井中各個通道的穩(wěn)定性，避免了因保證穩(wěn)定性而造成的通道結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理的現(xiàn)象，地下通道的承載能力也相對得到了很大提升。高強支護技術(shù)更適合用于煤礦的采掘之中，煤礦中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且有較多的煤層，煤層具有疏松柔軟的特點，正常使用的控制頂板會因此而出現(xiàn)變形的情況，高強支護技術(shù)很好的改善了這一不足。支護技術(shù)的強度主要是由所使用的支護裝置所決定的，支護中所用到的錨桿所使用的制作材料、桿體的長度和直徑、桿尾的制作工藝以及桿體的強度都影響著支護的強度。通過近幾年我國對于錨桿等支護裝置的研究和開發(fā)，研制出了性價比更好、內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的支護裝置，其中錨桿制作中一般使用優(yōu)質(zhì)鋼材或樹脂等高分子材料，在支護工作中使用比較多的五縱筋左旋螺紋錨。

（2）高強支護技術(shù)的相關(guān)原理?？偟膩碚f高強支付技術(shù)采用的是傳統(tǒng)支護技術(shù)所使用的基礎(chǔ)工作原理，具體的應(yīng)用方面的設(shè)計還需要根據(jù)實際情況來決定。一般情況下，所要支護的范圍直徑需要考慮支護裝置所能達到的承載能力和固定能力，然后根據(jù)懸吊的基本原理來進行主動支護工作。錨桿在礦井中的排列間距需要在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)進行設(shè)置，高度需要根據(jù)實際的礦井情況來決定，對于深度較低、沒有嚴重地質(zhì)問題的煤礦，一般會使用普通錨桿。在實際的采掘工作中，需要設(shè)計出合適的支護技術(shù)，保證通道巖石的穩(wěn)定性以及預(yù)應(yīng)力達到最好的效果。高強支護技術(shù)最初常常被用在礦井內(nèi)部通道的頂部支護，使頂部即使在變形的情況下，也可以保持較好的穩(wěn)定性。支護技術(shù)可以將用力進行展開和分散，從而緩解和集中部分地方的壓力，從而達到互相消除的目的。高強支護技術(shù)不僅是在表面上保證了礦井內(nèi)部的穩(wěn)定性，還可以控制通道內(nèi)的巖石在采掘過程中的變形量，使施工安全從根本上得到保障，其經(jīng)濟效益也很樂觀[2]。

（3）高強支護技術(shù)所具有的優(yōu)勢。第一，采用高強支護技術(shù)的最主要目的就是保證施工過程中的安全問題，它工作時具有較強的穩(wěn)定性，很少受到其他因素的干擾，所以在支護工作中可以達到很好的效果，對增強開采過程中的安全質(zhì)量有著很大的幫助。第二，在煤礦開采中，巖石變形是非常常見的問題，這一問題的出現(xiàn)會影響煤礦的開采進度以及經(jīng)濟效益，高強支護技術(shù)就可以對巖石變形這一問題進行有效的控制。借助礦井內(nèi)通道以及通道的墻壁巖石自身所具有的優(yōu)勢，與自己的優(yōu)勢相結(jié)合，使支護承載力達到所需要的要求，從而改善巖石變形的問題。第三，由于高強支護技術(shù)可以有效的改善礦井內(nèi)的通道結(jié)構(gòu)，從而大大縮短了通道的施工時間，這就意味著施工成本的降低。除此，高強支護技術(shù)所使用的裝置所占用的面積較小，也可以在一定程度上節(jié)約工程建設(shè)的資金投入，減少了公司因資金問題而造成采掘進度拖延的情況發(fā)生。第四，高強支護技術(shù)所需要使用的設(shè)備相對簡單，有利于工作人員的安裝和操作，簡化了工作人員的工作任務(wù)，同時，也改善了礦井中的施工環(huán)境。第五，高強支護技術(shù)的實際應(yīng)用成本較為經(jīng)濟，且從實質(zhì)上提高了煤礦采掘中的工作效率，安全質(zhì)量也得到了保障，具有很高的性價比，值得被廣泛的應(yīng)用[3]。

2 礦山采掘中的高強支護技術(shù)目前所存在的問題

在實際的礦山煤礦開采過程中，采掘的安全問題和施工的質(zhì)量問題是最重要的兩個問題，需要通過合理的方案和技術(shù)進行有效的解決。現(xiàn)在高強支護技術(shù)在實際的使用中還存在著一部分的問題，但是我國企業(yè)對于高強支護技術(shù)的使用已經(jīng)非常普遍，所達到的效果也有了十分明顯的提升。在支護工作的初期階段所遇到的巖石結(jié)構(gòu)不連續(xù)的變形時，可以通過改變周圍巖石的受壓程度，使變形問題得到有效的控制。高強支護技術(shù)對于礦井的承載力進行一定的控制，保證礦井內(nèi)通道墻壁的巖石具有較好的完整性，減少外圍巖石的破壞。

目前，一些區(qū)域的煤礦采掘中高強支護技術(shù)還沒有被廣泛的應(yīng)用，其主要原因是這些區(qū)域內(nèi)的地形環(huán)境較為復(fù)雜、地質(zhì)結(jié)構(gòu)也非常特殊。

在實際的支護工作中，通道的頂部會因為承受過大的應(yīng)力而產(chǎn)生較為明顯的變形，出現(xiàn)礦井通道變形收縮的問題，這個問題的出現(xiàn)，對后續(xù)的采掘施工都會產(chǎn)生一定影響。還有一種較為特殊的情況是沿空進行通道的采掘，在這一過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)礦井通道嚴重變形的現(xiàn)象，并且在回采的過程中會加重這一問題的情況，通道內(nèi)的空間收縮率甚至達到了一半以上，給通道的后續(xù)使用造成了更大的不便。嚴重的情況下，還有可能出現(xiàn)安全事故等問題，威脅著工作人員的人身安全和企業(yè)的財產(chǎn)安全。

3 礦山采掘中對高強支護技術(shù)的應(yīng)用

在礦山煤礦進行高強支護工作之前，首先要對施工項目做好充分的了解，收集施工當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和環(huán)境材料，再對這些資料進行綜合性的分析，根據(jù)實際的工作情況，來設(shè)計支護方案以及完成相關(guān)的工作內(nèi)容。在礦井采用高強支護技術(shù)的初期階段，墻壁巖石大多是結(jié)構(gòu)性不連續(xù)的變形，真的這一問題我們可以通過應(yīng)力支護來進行解決，進行間斷性的變形，可以控制住一部分的破壞。這時礦井內(nèi)通道墻壁的巖石會得到很大的壓力，通過這些壓力支護技術(shù)可以對其進行有效的控制。同時，需要確保錨桿所支撐的周圍沒有被破壞的巖石，是由錨桿所支撐的區(qū)域內(nèi)，所承受的相對應(yīng)力可以達到最大，也降低了因壓力過大而造成的破壞率。高強支護裝置中的延伸桿，可以在很大程度上對墻壁巖石的變形程度進行控制，在最開始控制巖石變形量的時候，可以加大錨桿的阻力，這樣可以提高延伸桿在支護工作中的效率，控制好巖石的實際變形程度。

對于頂板巖和松動圈的分析，是煤礦在采掘之前，所要分析的第一個內(nèi)容，接著根據(jù)所分析出來的內(nèi)容，根據(jù)數(shù)學(xué)的相關(guān)知識進行精確的計算，最后結(jié)合最終的結(jié)果對錨桿的長度進行選擇，選擇最合適的錨桿，可以保證其工作效率達到最高。將高強支護技術(shù)應(yīng)用到煤礦采掘之中，可以使開采過程中的安全問題得到有效的提升，同時也有效提高了煤礦開采的效率，解決了煤礦開采成本過高的問題，具有很高的性價比。高強支護技術(shù)大多會采用在需要采掘較深的煤礦資源的工程之中，通過對延長強度的分析，可以建立一個系統(tǒng)的回路，方便了后續(xù)的工作進程。具體的高強支護施工方案，需要對實際的現(xiàn)場情況進行分析和了解，完成好相關(guān)工作的進行。

實際的采掘工作中對于高強支護技術(shù)的應(yīng)用，需要建立一個完善的支護工作監(jiān)測系統(tǒng)，健全支護監(jiān)測體系制度，監(jiān)測系統(tǒng)可以對施工地點的巖石、地質(zhì)以及環(huán)境信息進行收集和整理。實時的掌握工作過程中的巖石動態(tài)變化，及時準(zhǔn)確掌控資料信息，確保可以及時應(yīng)對不同的狀況出現(xiàn)，不斷地對支護工作進行改進，保證煤礦采掘的進度和質(zhì)量安全。

4 結(jié)束語

目前，我國無論是工業(yè)生產(chǎn)還是人們的日常生活，還是將煤礦資源作為主要的燃燒材料，被大量的投入使用，且使用量一直在隨著經(jīng)濟的發(fā)展而增加。在未來的很長一段時間內(nèi)，煤炭的地位都不會被取代，但煤炭資源卻在減少，所以對煤礦的深度采掘越來越多。在采掘過程中，高強支護是重要的一個環(huán)節(jié)，是煤礦采掘中經(jīng)濟效益與質(zhì)量安全的重要保障，所以企業(yè)要想更好、更長遠的發(fā)展，就要重視高強支護技術(shù)的應(yīng)用，不斷地完善和改進。