高強支護技術在采煤掘進中的運用研究

李建鋒 程剛 井慶輝

摘要：隨著科學技術的飛速進步，許多新型開采技術不斷涌現，而高強支護技術便是一項非常重要的應用技術。在采掘施工過程中，由于施工環境的惡劣復雜，為了保證采掘工作的穩定性與安全性，應當充分的發揮出高強支護技術的優勢，提高采煤掘進施工的質量與效率。本文就我國采煤掘進施工中高強支護技術的應用進行分析。

關鍵詞：采煤；掘進；高強支護；運用

1關于高強支護技術的詳細概述

所謂高強支護技術，指的是在復雜地質結構的煤礦開采中，利用噴砼、錨索、錨桿、鋼絲網等支護技術中的多種技術進行支護的一種重要手段。就現階段的高強支護技術而言，支護材料主要為樹脂錨桿，該材料的支撐性能良好，且成本較低，性價比高。除此之外，樹脂錨桿還具有質量輕的優勢，降低了運輸與安裝難度。現階段，我國部分地區的地質條件非常復雜，土層結構脆弱，該技術的應用大大提升了煤礦開采作業的穩定性、安全性。高強支護技術的優勢具體表現為：（1）利用高強支護技術，能使巖壁、巷壁的穩定性、承載力增強，促使煤礦巷道更堅固，實現加固煤礦巷道的目的，提高采煤的可靠性與安全性；（2）不需要花費太高的成本，不會受到環境、電力等因素的影響，實用性強；（3）所應用的材料便于攜帶，且對材料的要求不高，質量輕，設備容易組裝，能使采煤人員的工作壓力降低；（4）可將煤礦巷道使用時間延長，后期維護難度小，可提高資金利用率，防止出現浪費資金的現象，提高煤礦開采企業的經濟效益，降低成本。

2采礦掘進中運用的一些高強支護技術

2.1噴射混凝土支護技術

超高強噴射混凝土支護技術涵蓋水泥裹砂、干式噴射的混凝土支護技術。干式的噴射混凝土支護技術指的是攪拌配合水、混凝土、水泥、速凝劑再應用噴砂機，把混合物噴在煤礦巷道圍巖墻壁上，從而進行加固。所謂的水泥裹砂的噴射混凝土技術將砂粒通過水泥包裹，再將混合物結合壓縮空氣噴在煤礦巷道圍巖墻壁上，從而實現加固的效果。在應用高強支護技術之前，煤礦開采隊伍一般會制定相應的方案，且結合方案選用適宜的噴射混凝土支護技術。

2.2光爆錨噴支護技術

在支護巷道中應用光爆錨噴支護技術的時候，需要選用適宜的參數，像是炮孔間距、裝藥的結構、不耦合系數等，從而確保巷道的安全性。這樣一來，不但能夠使薄弱位置的抗剪性能提升，而且還能夠實現圍巖自身可靠性的提升，最終防止出現變形與松動的現象。

2.3錨桿支護技術

對于巷道圍巖而言，錨桿的應用機理是組合、聯接、加固。一是聯接。在巷道圍巖巖層與巖塊不穩定的情況下，能夠結合錨桿進行連接，且盡量地向穩定巖層中深入。二是組合。結合錨桿組合相應厚度的、成層的巖層，以使組合梁、組合拱形成，避免巖層坍塌、滑移。三是加固。結合規律設計的錨桿群，擠壓與粘結巷道附近相應深度的圍巖，以使一個承載環形成，鑒于此，跟通常的支架支護不同，錨桿支護的特點是防御支護。在實際應用中，一是需要結合巷道的不同巖層性質與斷面形狀，選用不同的錨桿布置方式，能夠結合綜合要素（巷道跟圍巖承受動壓情況、應用年限、斷面現狀等）對錨桿進行設計。二是為了避免圍巖的風化與脫層情況發生，應確保最低錨桿空頂距離的設計在1.5m以內，并且實時地噴射混凝土。三是在完成錨桿的支護之后搞好檢測。

2.4聯合支護技術

除了應用以上的兩種支護技術之外，施工隊伍需要結合煤礦的現狀選用聯合支護的技術對策。像是聯合應用U型鋼可縮性支架技術與錨背支護技術。如此技術的應用不但能夠防止巷道的變形，而且完善了噴射混凝土支護技術的缺陷，確保支護體具備更好的安全性。除此之外，錨梁網聯合支護技術先是通過光面爆破技術實現掘進，再打錨桿與初噴，然后結合鋼梁、鋼絲繩、錨桿加以支護，且對混凝土進行噴射，從而實現支護可靠性的提升，確保固定支護，在較高巷道墻體的條件之下，錨梁還應對比較大的壓力進行承受，進而確保正常地開展采煤作業。一般結合鋼筋網、木材、混凝土等應用于聯合支護技術中，支護巷道中應用比較多的是鋼筋網背板，在聯合應用U型鋼可縮性支架與鋼筋網背板的基礎上能夠提高巷道的可靠性與安全性。

3高強度支護技術在采煤掘進應用中存在的不足以及改進

3.1不足

（1）由于高強度支護技術發展時間較短，除此以外在實際工作的環境中因為各種因素仍然存在不足，無形之中給采煤工作埋下安全隱患。且在支護初始階段，可能會出現滑動、裂縫等現象。如果支護技術的應力強于當前應力，則能有效控制變形現象，防止巖壁被破壞，對受壓狀態的圍巖具有保護作用，從而提升圍巖的穩定性。倘若支護技術的應用弱于當前應力，可引起不良后果。（2）高強支護技術具有隱蔽性，當工作人員明確施工參數后，也難以對施工流程進行制定，伴隨煤炭開采工作的持續進行，地壓會越來越強，采煤難度也相應增加，地質條件的復雜程度更高。在這種情況下，若未及時采取支護加固措施，則會引起坍塌事故，造成頂板垮落。（3）在煤炭開采過程中，還可能遇到多種惡劣條件，包括大傾角巷道高幫、沿空巷道、應力巷道等。因受到高應力因素的影響，極易造成頂部變形，導致巷道被破壞。如果在開采初期階段，頂部已經出現了嚴重變形，并且增加了采煤的安全風險，極易引起安全事故。

3.2改進

在最初的支護階段，通過在圍巖上施加力的作用，可以對其進行有效控制，可以通過增加巷道錨桿的阻礙來防止圍巖變形。另外，應加強對施工過程的監督管理，監測圍巖的狀態，準確了解圍巖的運動規律，收集各方面信息，不斷優化支護系統，降低安全事故發生的幾率。通過對數據進行分析比對，及時發現存在的問題，并采取有效措施進行處理，減少不必要的損失。

4結束語

高強支護技術的應用大大提升了巷道的可靠性與穩定性，能獲取顯著的支護效果，可保障巷道安全性，降低復雜地質環境中的煤礦開采難度，充分保證煤礦開采工人的安全，積極提高機械化的水平從而提升我國煤炭開采工作的效率以及安全性。

參考文獻：

[1]劉曉強.高強支護技術在采煤掘進過程中的應用方法探討.機械管理開發，2017，32.08.109-110.

[2]陳海俊.采煤掘進中高強支護技術的應用標準.中國標準化，2016.17.214.

（作者單位：棗礦集團滕東煤礦）

作者簡介：李建鋒，男，大學本科，畢業于山東科技大學采礦工程專業，現為棗礦集團滕東煤礦綜掘工區技術員。