煤礦采掘中的高強支護技術分析

孫立虎

【摘 要】目前，隨著煤礦采煤深度的不斷增加和地質條件的逐漸復雜，其對煤礦巷道安全性高強支護技術也提出了較高的要求。相關工作人員在煤礦開采的過程中，會遇到一些巷道頂板硬度較高的巖石，這樣會極大的降低支護的安全系數。本文就對煤礦采掘中的高強支護技術進行深入探討。

【關鍵詞】煤礦；采掘；高強支護技術；淺析

所謂高強支護技術，是指在幾種支護方式的支持下實現有效支護，比如鋼絲網、錨桿、噴砼等，在復雜結構地質中具有良好的適用性，當前煤礦采掘中也比較常用，以便加強兩幫變形與頂板的掘進控制，保證煤礦采掘的安全順利進行，降低事故發生幾率。

1、高強支護技術含義以及原理分析

1.1高強支護技術含義

高強支護技術是指組合使用錨桿、錨索、鋼絲網、鋼帶以及噴砼等支護技術中的兩種或幾種進行支護，廣泛應用在一些地質構造復雜，并且具備頂軟、底軟以及煤層軟等的特性的煤礦開采地區，在地質結構復雜地區使用得較多，因為這些地區對于掘進控制頂板以及兩幫變形有著較高的要求。高強支護技術充分利用了支護原理，確保周圍巖石與巷道本身的穩定性，發揮出應有的承載力，有效地控制巷道圍巖的變形。高強支護技術是一種安全性高、成本低、支護效果好的煤礦采掘所使用的技術。

1.2高強支護技術原理分析

煤礦采掘中高強支護技術的使用，需要遵循一定的原理性知識，在實際的煤礦開采工作中，高強支護技術的具體應用要根據實際情況設計。有效將煤礦巷道周圍的巖石預應力提高，再依據現實情況，積極主動地開展煤礦支護設計工作，從而有效地提升高強支護技術的作用。通常情況下，根據懸吊理論來開展主動支護，設計相對應的錨桿，確定錨桿長度，錨桿長度的依據是錨桿的直徑，錨桿直徑通過錨桿承載力與錨固定力進行確定。錨桿在高強支護工作與使用中，選擇的材料通常情況下是普通材料錨桿，間排距需要設置在一定標準范圍內。實際具體煤炭挖掘過程中，根據巷道具體應用來設計確定高強支護技術。這種技術在最開始的適用范圍是巷道頂部，但是如果預應力達到相應程度時，高強支護技術就會完成預應力結構，擠壓外部結構目標在變形方式下成功地實現，即使在其變形時，這種技術也能夠使其保持一定的穩定性。高強支護技術，能夠有效地開展連續傳遞式的應力工作，將應力集中或者減緩，最后達到消除的效果，從而進一步有效地控制巷道周圍巖石的變形量。發揮這種技術的優點，而且也很好地控制了變形量，確保煤礦開采中變形量能夠很好地被控制住，起到了內外并舉、標本兼治的作用，具有經濟效果。

2、煤礦采掘中高強支護技術的應用

2.1軟巖巷道中高強支護技術的應用

作為長期以來煤礦采掘工作的難點，軟巖巷道的支護結構必須加以增強才可有效避免煤礦安全事故的產生。由于軟巖巷道具有較差的穩定性且存在大量的圍巖節理裂隙，這就導致了在煤礦采掘工作中很容易出現巷道變形現象，所以就要用到高強支護技術來避免頂板事故發生的可能性，從而在一定程度上保證軟巖巷道結構的煤礦在生產過程中的安全可靠性。為了減少軟巖巷道結構煤礦在開采過程中發生安全事故的可能性，煤礦企業管理人員需根據煤礦現場的實際情況制定合理的頂板支護管理章程，確保煤礦工作人員在進行開采工作時可以有序、高效地開展掘進工作，從而有效提高煤炭開采效率。對于在煤礦支護過程中所用到的設備，煤礦企業管理人員應增強管理意識，通過維護支護設備的方式來提高煤礦采掘工作面頂板的安全可靠性。一般情況下，工作人員評價頂板支護設備主要是從支護設備的穩固、質量及性能三方面進行，因此，煤礦企業需定期安排檢查人員對支護設備進行檢修，確保支護結構在煤礦采掘過程中具備一定的實用價值，進而從根本上維護人民的生命財產安全。此外，煤礦企業可利用貼幫支護、切頂支護、超前支護及端頭出口支護等方式來確保煤礦采掘工作的安全可靠性。煤礦井下開采工作需要各個工作部分之間的相互配合才能順利完成，煤礦企業的管理人員需加強對頂板支護的管理工作，從而有效減少冒頂事故出現的可能性。

2.2預破碎煤層中高強支護技術的應用

為了進一步提升煤礦開采工作的安全穩定性，煤礦企業必須意識到爆破技術可能會帶來的危害，根據預破碎煤層的性質特點對其進行支護，從根本上減少由于爆破而產生煤礦安全事故的可能性。一般情況下，當煤礦工作人員引發爆破產生時，以爆破點為中心其周邊的圍巖會因為距離遠近而受到不同程度影響。煤礦工作人員可事先對一些已產生松動的巖層進行加固，這樣就可有效減少由于爆破作業而引發的巷道松塌或垮落事故的出現。針對一些比較關鍵的圍巖，煤礦企業工作人員可在進行爆破作業之前對其進行錨固加強處理，這樣就可在一定程度上增強圍巖承受載荷的能力，使作用在巷道圍巖上面的壓力分散轉移，進而減少巷道圍巖上面的應力集中現象，從而可減少圍巖在承受壓力的過程中出現變形情況的可能性，并將圍巖中存在的不穩定因素通過支護技術來轉變成穩定因素。在對預破碎煤層進行支護的初期，巷道圍巖上面常常會存在一些結構面滑動、裂縫張開等缺陷，可利用高強支護技術對這些缺陷進行控制，以確保圍巖在煤礦開采過程中一直處于被壓縮狀態，從而可有效地控制好圍巖承受載荷的能力且可保證圍巖錨固區域的安全可靠性，促使其在錨固區域具有更強大的應力承載能力，在進行爆破任務時減小對周圍事物的破壞程度。

3、高強支護技術應用中的注意事項

3.1設計因地制宜的方案

我國地域廣闊，各地區地質條件差異巨大，煤炭資源的深度也不盡相同。因此，高強支護技術的具體應用，應當在分析現場地質因素等方面的具體情況，建立力學模型的前提下，因地制宜地進行施工方案的設計，對施工所需的支護構件進行合理安排，科學計算支護的各項參數。此外，通過實驗進行驗證，根據實驗的數據結果修正設計方案。

3.2細致把握支護過程

高強支護技術的實際應用是一個循序漸進的過程，因此需要細致把握整個過程，使采掘施工快速地實施。在實際施工中，通常會在支護初期發生變形，應當確保支護對周邊巖體的約束力；對于使用主動支護技術的情況，應當對巷道錨桿的阻礙進行加強，通過高強支護系統的延伸桿體，控制支護初期的變形；通過使用錨梁，對高強支護進行承接及固定的加強，并且分擔支護的壓力。

3.3構建監測體系機制

高強支護監測體系系統的主要作用是：對圍巖、支護構件等進行信息采集；通過分析信息，隨時了解高強支護及圍巖的變化情況；以信息為依據，改進高強支護系統等。在煤礦采掘的實際工作中，構建相對完善的監測體系機制的重要意義在于：了解巷道圍巖及支護當前實際狀況，在科學分析后能夠及時發現安全隱患，針對性地采取補救措施，從而提高煤礦采掘工作的安全性。

4、結語

煤炭資源與我國經濟發展息息相關，在當前我國煤礦采掘深度逐日增加的背景下，安全問題成為全社會的關注點。本文從高強支護技術的原理、優點等基礎概念著手，在此基礎上進一步對巷道破壞常見因素及類型進行分析，以此對煤礦采掘中高強支護技術應用問題進行探討，提出在應用中需要以設計因地制宜的方案為前提，細致把握整個支護過程，并且構建監測體系機制。只有重視這些事項，才能使高強支護技術最大化發揮作用，真正提高巷道的安全，從而煤礦采掘工作的正常進行。

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（作者單位：山東華恒礦業有限公司）