煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

蘇傳洋

摘要：煤礦采煤掘進(jìn)工作十分危險(xiǎn)，這就需要應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，以減小采煤掘進(jìn)的事故形成率。在煤礦采煤掘進(jìn)工作中應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，不但可以確保采煤工作者的人身安全，而且可以減小采煤困難，屬于增加煤礦效益的一種關(guān)鍵方式。本文分析了高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的原理、形成背景以及應(yīng)用意義、煤礦采掘掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用以及需要注意的問題。

Abstract： Coal mining and excavation work is very dangerous， which requires the application of high-strength support technology to reduce the accident formation rate of coal mining and excavation. The application of high-strength support technology in the mining of coal mines can not only ensure the personal safety of coal miners， but also reduce the difficulty of coal mining， which is a key way to increase the efficiency of coal mines. This paper analyzes the principle， forming background， and application significance of high-strength support technology， the specific application of high-strength support technology in coal mining and excavation work， and issues that need attention.

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

Key words： coal mine;coal mining;high strength support technology;application

中圖分類號：TD353 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）08-0115-02

0 ?引言

對于煤炭資源的開采而言，需要應(yīng)用一系列先進(jìn)的相關(guān)技術(shù)，以確保采煤掘進(jìn)安全與效率。為此，十分有必要探究煤礦采煤掘進(jìn)中工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，這是由于高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)屬于一種自主支護(hù)巷道和遵循實(shí)際條件的技術(shù)，該技術(shù)能夠提高圍巖的預(yù)應(yīng)力，避免圍巖煤礦周圍出現(xiàn)變形，不但能夠提高煤礦采煤掘進(jìn)的安全性，而且能夠促進(jìn)煤礦企業(yè)的良好發(fā)展。下面，筆者主要對煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用問題進(jìn)行了簡要地分析。

1 ?高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的原理

結(jié)合當(dāng)今開采煤礦資源的現(xiàn)狀，應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，能夠在開采煤礦資源時(shí)根據(jù)煤礦巷道的特性，計(jì)算半圓拱斷面凈高和凈寬之積，以使煤礦開采的支護(hù)穩(wěn)定性提高，煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的原理如圖1所示。在應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)時(shí)，一般應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)、超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)、聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)等，在應(yīng)用這一系列技術(shù)的基礎(chǔ)上，能夠確保圍巖和頂板強(qiáng)度的提升、巷道的穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)煤礦采煤掘進(jìn)的實(shí)際需要，提高煤礦開采效率和安全性。

2 ?高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的形成背景以及應(yīng)用意義

基于社會經(jīng)濟(jì)的持續(xù)進(jìn)步和發(fā)展，我國不斷增加對煤炭資源的需求量，絕大多數(shù)的表層或淺層煤炭資源業(yè)已開采完畢，為此，煤礦企業(yè)想要獲得深入發(fā)展，務(wù)必實(shí)現(xiàn)開采深度和力度的增加。鑒于此，出現(xiàn)了高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)。在煤礦采煤掘進(jìn)工作中，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)體現(xiàn)著十分關(guān)鍵的作用，特別是在一部分具備復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的區(qū)域，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可以顯著改善施工的穩(wěn)定性與安全性。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用意義如下所述：一是應(yīng)用難度和成本較低。跟煤礦采掘掘進(jìn)的其它支護(hù)技術(shù)相比較，應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)成本較低，也具備普遍的應(yīng)用范圍，不受地理?xiàng)l件的制約，應(yīng)用難度較低。二是組裝高強(qiáng)支護(hù)組件簡單，開采者工作負(fù)擔(dān)小。應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)需要一些部件，因此要求工作者組裝部件，由于部件材料質(zhì)量小，工作者便于攜帶，也十分便于組裝，為此，工作者的負(fù)擔(dān)小。三是能夠使巷道的應(yīng)用壽命延長，從而實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。在煤礦采煤掘進(jìn)工作中，開采深度逐步增加，這勢必影響煤礦巷道的穩(wěn)定性，而高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用能夠使巖壁與巷壁的承載性能增加，從而使巷道的應(yīng)用壽命延長，降低支護(hù)維護(hù)工作者的負(fù)擔(dān)，這不但能夠降低煤礦企業(yè)的維修費(fèi)用，而且能夠提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

3 ?煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 煤礦采煤掘進(jìn)工作中錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

錨桿支護(hù)技術(shù)是巷道高強(qiáng)支護(hù)方案的一個關(guān)鍵性組成部分，在應(yīng)用錨桿支護(hù)技術(shù)時(shí)，關(guān)鍵的步驟是組合、聯(lián)結(jié)、加固錨桿。在采煤掘進(jìn)工作中，因?yàn)橄锏朗┕ぃ逃械膸r層結(jié)構(gòu)受到破壞，這降低了巖層穩(wěn)定性，為了提高巖層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和巷道的安全性，要求在穩(wěn)定地層中深入錨桿，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)巷道圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的提升。在錨桿支護(hù)施工時(shí)，應(yīng)選擇和組合錨桿，在有效組合錨桿之后，組合拱與組合梁能夠形成于巷道中，從而有效地防止出現(xiàn)冒頂現(xiàn)象。最后要求加固全部的錨桿，結(jié)合采煤掘進(jìn)工作的施工現(xiàn)狀，設(shè)置適宜的錨桿群，進(jìn)而以錨桿群在巷道周圍建構(gòu)一種封閉式的承載結(jié)構(gòu)，以使錨桿支護(hù)的質(zhì)量提升。跟液壓支架方式存在顯著的差異性，錨桿支護(hù)重點(diǎn)體現(xiàn)的功能是防御性支護(hù)。

錨桿支護(hù)技術(shù)在煤礦采煤掘進(jìn)工作中的應(yīng)用能夠結(jié)合實(shí)際現(xiàn)狀科學(xué)地進(jìn)行優(yōu)化，在設(shè)置支護(hù)方案的情況下，應(yīng)綜合、系統(tǒng)地勘查巷道周圍的巖層構(gòu)造，且根據(jù)巷道圍巖斷面層的實(shí)際現(xiàn)狀、巷道的使用時(shí)間、圍巖結(jié)構(gòu)應(yīng)力的改變等資料信息，全面規(guī)劃設(shè)計(jì)錨桿的部署以及施工工作。在煤礦開采時(shí)，因?yàn)槭┕て谳^長，如果巷道圍巖存在明顯的風(fēng)化現(xiàn)狀，要么是擴(kuò)大了巖層的斷層面積，那么都會制約巷道的安全性。因此，在設(shè)計(jì)錨桿的情況下，應(yīng)確保錨桿達(dá)到大概1.5米的空頂距離，以及開展有關(guān)的混凝土噴射施工工作，以使圍巖構(gòu)造的穩(wěn)定性提升。在巷道進(jìn)行錨桿支護(hù)施工的時(shí)候，還應(yīng)對支護(hù)質(zhì)量進(jìn)行有效地控制，以及在完成施工后檢測錨桿的支護(hù)能力，確保錨桿支護(hù)的能力跟煤礦開采的施工設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)相符合。

3.2 煤礦采煤掘進(jìn)工作中超高強(qiáng)噴射混凝土技術(shù)的應(yīng)用

重點(diǎn)是在深部巷道的工作場所中應(yīng)用超高強(qiáng)噴射混凝土技術(shù)。因?yàn)橥ǔ５V井深部巷道具備較為復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造，生產(chǎn)工作空間比較小，以及封閉性較強(qiáng)，所以圍巖構(gòu)造變得越來越不穩(wěn)定，像是礦井深部巷道的圍巖構(gòu)造往往存在經(jīng)常性的變形和松動等現(xiàn)象，這是其缺少穩(wěn)定性的典型表現(xiàn)，鑒于此，超高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可以很好地避免圍巖變形和松動現(xiàn)象的形成。如果根據(jù)如此的現(xiàn)狀，應(yīng)用的支護(hù)構(gòu)造缺少充足的強(qiáng)度，那么沖擊地壓或者是煤層被壓出的現(xiàn)象會形成。如此一來，將較難保障煤礦深部巷道的穩(wěn)定性。相反的，倘若可以應(yīng)用超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)，那么盡管在煤礦巷道深部的頂板位置上也能夠進(jìn)行很好地支護(hù)，以使開采煤礦過程中深部巷道的穩(wěn)定性提升。通常來講，超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)具備兩種噴射技術(shù)，即潮式技術(shù)和濕式技術(shù)。其中，潮式技術(shù)是首先把骨料與水泥材料等，在進(jìn)行攪拌時(shí)將一些水加入其中，從而體現(xiàn)潤濕的功效，再結(jié)合壓縮空氣箱噴射區(qū)域推送，并且根據(jù)一定的比重將速凝劑和水配入，最終的時(shí)候進(jìn)行噴射即可。濕式技術(shù)是首先混合充足的水、骨料、水泥材料等，然后借助壓縮空氣在噴射的區(qū)域推送混合好的材料，并且根據(jù)一定的比重?cái)嚢杷倌齽铱焖龠M(jìn)行噴射工作即可。超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)的明顯特點(diǎn)是能夠?qū)崿F(xiàn)礦井深部巷道巖石承載性能和強(qiáng)度的優(yōu)化，從而確保煤礦開采巷道的穩(wěn)定性和安全性。

3.3 煤礦采煤掘進(jìn)工作中聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

所謂的聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，其重點(diǎn)是在應(yīng)用噴射混凝土支護(hù)構(gòu)造業(yè)已不可以確保礦井深部巷道完整性的時(shí)候，要么是巷道會存在變形、移動、流動等情況下，鑒于此，聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)將體現(xiàn)重大的實(shí)際價(jià)值。聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)主要是有效統(tǒng)一U型鋼可伸縮支架與錨背支護(hù)的一種超高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，其支護(hù)構(gòu)造當(dāng)中的U型鋼可伸縮支架能夠跟礦井深處的巷道變形情況相適應(yīng)，也可以對煤層構(gòu)造的側(cè)向變形和巷道頂板進(jìn)行控制。聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的材料主要組成部分是混凝土、塑料網(wǎng)、金屬網(wǎng)、木材、鋼筋網(wǎng)等，對于礦井深處的巷道來講，鋼筋網(wǎng)背板是應(yīng)用最為普遍的材料，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，首先結(jié)合錨桿在礦井巷道頂板上作用鋼筋網(wǎng)背板錨，然后再聯(lián)合應(yīng)用支護(hù)結(jié)構(gòu)中的U型鋼可伸縮支架，如此一來，一種高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)便形成。聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用能夠大大提高礦井深處圍巖和巷道頂板的穩(wěn)定性，尤其是針對那一部分應(yīng)用噴射混凝土支護(hù)技術(shù)也難以確保礦井深處巷道完整的時(shí)候，要么是巷道會存在變形、移動、流動等情況下，聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)非常顯著的安全效果。

4 ?煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用需要注意的問題

4.1 應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)之前需要注意的問題

在煤礦采煤掘進(jìn)工作中應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)前，工程負(fù)責(zé)人務(wù)必安排相關(guān)工作者開展實(shí)際考察和調(diào)研工作，對煤礦的實(shí)際現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)地把握，對頂板巖層和松動圈的實(shí)際現(xiàn)狀進(jìn)行合理與科學(xué)的探究，結(jié)合有關(guān)的數(shù)據(jù)信息分析高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用效果，從而確保煤礦采煤掘進(jìn)工作的順利開展，提高巷道的安全性和穩(wěn)定性。

4.2 應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)過程中需要注意的問題

為了有效地支護(hù)圍巖，在施工的時(shí)候，應(yīng)將錨桿盤增加在錨索頭以及槽鋼間，從而實(shí)現(xiàn)錨索盤鋼槽高度的提升。

4.3 ?應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)時(shí)選擇支護(hù)需要注意的問題

對于煤礦采煤掘進(jìn)工作而言，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可以保障煤礦開采工程的正常開展，為了實(shí)現(xiàn)支護(hù)有效性的提升，應(yīng)有效地把握巷道走向問題，選用適宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)，聯(lián)合錨桿、鋼筋網(wǎng)、錨梁等實(shí)現(xiàn)支護(hù)。

5 ?結(jié)語

綜上所述，對于煤礦采掘掘進(jìn)工作而言，煤礦企業(yè)務(wù)必不斷強(qiáng)化高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，有效地體現(xiàn)錨桿支護(hù)技術(shù)、超高強(qiáng)噴射混凝土技術(shù)、聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)等的功效，并且深入創(chuàng)新和研究高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，從而在煤礦采煤掘進(jìn)時(shí)更好地體現(xiàn)該技術(shù)的優(yōu)勢作用。只有如此，才可以很好地降低煤礦開采的事故出現(xiàn)率，科學(xué)、有效地控制一系列相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)隱患，最終推動煤礦企業(yè)的穩(wěn)定、安全、健康發(fā)展。

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