煤礦采煤掘進工作中高強支護技術的應用

劉敬斌 姚樹陽 張培亭

摘要? 煤炭資源是社會發揮發展建設中最常用的能源資源。隨著社會發展需求的提升，如今，地表煤炭資源的開采已經基本完成，而要想滿足人民群眾的需求，相關煤炭企業就要加大對煤炭的深度開采，在這一工作背景下，對煤礦開采掘進的難度不斷提升。因此，相關人員在進行實際的煤礦掘進工作中，要合理地應用信息化技術，不僅能保證施工人員的安全，同時也能夠保障煤礦開采工作的順利進行。鑒于此，本文以煤礦采煤掘進工作為切入點，分析高強支護技術的概念及作用，然后分析了高強支護技術在煤礦采礦掘進工作中實際應用，闡述了高強支護技術的應用創新措施。

關鍵詞：煤礦 高強支護技術 應用 措施

Application of High-capacity Support Technology in Coal Mining Tunnels

LIU Jingbin YAO Shuyang ZHANG Peiting

（Zhaolou Coal Mine of Yancoal Heze Energy and Chemical Co.， Ltd.， Heze， Shandong Province， 274705 China）

Abstract： Coal resources are the most commonly used energy resources in social development and construction. With the increasing demand for social development， the mining of coal surface resources has basically ended. Therefore， in order to meet people's needs， relevant coal companies need to increase the depth of coal mining. The background of this article is that the difficulty of mining coal and tunnels has increased. Therefore， relevant personnel should reasonably apply information technology in actual coal mine excavation work， not only to report on the safety of construction personnel， but also to ensure the smooth progress of mining work. Therefore， this article uses coal mining and mining. This article takes the concept and function of high-strength support technology as the starting point， analyzes the practical application of high-strength support technology in coal mining and tunnel engineering， and proposes the application and innovative measures of high-strength support technology.

Key Words： Coal Mining; High-capacity Support Technology; Application; Measure

1 高強支護技術概述

在煤礦采煤掘進工作中，高強支護技術能夠對堅固性不穩定的圍巖進行支撐。合理地應用高強支護技術，一定程度上能確保煤礦深井巷道中的圍巖承載力得以提升，使得煤礦采煤掘進工作安全性得以提升，從而也保障了煤礦企業的經濟效益的提升。另外，高強支護技術還具備一定的穩定性，能夠適應于各種復雜的施工環境，并不會因外界的因素而停止工作。除此之外，這項技術在組裝操作和設備方面靈活便捷，也減輕了施工人員的工作壓力。因此，高強支護技術受歡迎程度逐漸提升，且使用率逐漸提升，有效地保障了深井巷道壽命的延長，減少企業采煤經濟成本的浪費[1]。

2 高強支護技術所具備的作用分析

2.1功能分析

在最早時期的煤炭開采工作中，大多數地區在一般情況下所使用的開采方式是土壤淺層或地表等方式，技術水平受到了一定的限制，在實際開采工作中因地表以及淺表存在一定的便利性，同時成本較低，并且能夠使開采的整個過程得到安全方面的保證，能夠有效防范隨時可能出現的安全事故。但是，由于社會的不斷進步，在煤炭資源方面的需求量越來越多，逐漸增加了煤炭開采量。隨著開采技術的持續發展，目前，我國煤炭開采的發展趨勢主要傾向于地下開采，這樣使開采過程增加了一定難度，隨之增加了一定的危險系數。開采人員的工作需要在較深煤層中完成，但是，由于區域的不同，地質條件與土壤等均具有一定的差異性，導致在實際開采過程中煤炭頂板的穩定性始終處于一種變化狀態，如果并未做到科學、合理、有效地控制，將會引發一些安全事故，因此，在煤炭的實際開采中需要對支護技術進行合理使用，這樣才能確保頂板擁有一定的穩定性，進而使開采人員在實際掘進過程中得到安全方面的保障，同時需要引起注意的是，必須實施巷道加護工作，其目的在于防止發生坍塌問題，在保證煤礦掘進安全性的同時，還需要強化其穩定性[2]。

2.2特點分析

進行高強支護技術的應用作業中，因并未對實際操作制定嚴格要求，同時操作內容相對來說較為簡單，企業在運用此技術過程中不必投入大量資金，一定程度上能夠控制安全管理方面上的資金投入。另外，高強支護技術的組裝操作方式也是比較便捷的，還能在一定程度上確保質量有所提升，進行實操作業中，其適應環境的能力較好，使用壽命較長，減少了企業成本的消耗，能夠有效保證企業的經濟效益。所以，企業進行實際煤炭開采工作中，要重視對高強支護技術的合理應用，確保煤礦巷道的穩定性提升，確保施工作業的順利進行。

3 高強支護技術的工作原理

在實際的工程作業中，想要保證巷道支撐的堅固效果，減少事故發生的可能性，就要要求相關施工人員全面掌握巷道的實際狀況，才能夠確保所應用的支護技術能夠充分發揮其最大的效果。另外，想要保障錨桿的承載能力提升，相關施工人員就要在施工作業前期，通過相關檢測方式，來檢查高強支護的穩定性[3]。由于煤礦井中的頂板通常是不穩定的，容易出現坍塌的現象，所以需要借助高強支護技術來確保頂板的堅固性，提升頂板的承受力，確保施工環境的安全性。除此之外，高強支護技術的優勢還在于能夠緩解頂板的垂直壓力，提升巷道頂板的強度。

4 煤礦采煤掘進工作中的技術應用

4.1在軟巖巷道中的應用

長久以來，煤礦采掘工作具有一定的難度，特別是軟巖巷道中的支護工作，只有嚴格按照要求開展其支護工作，才能保證煤礦開采工作的正常開展，使煤礦安全事故發生率得到降低。一般情況下，軟巖巷道具有較差的穩定性，而且大部分圍巖中具有非常發達的節理裂隙，導致在開展煤礦采掘工作的過程中很容易出現巷道變形的情況，對此可以利用高強支護技術，降低頂板事故的發生率，保證軟巖巷道施工的進一步開展[4]。在煤礦開采工作的開展中，為了降低軟巖巷道安全事故的發生率，對于煤礦企業中管理人員而言，需要根據煤礦開采的實際狀況對頂板支護的管理制度進行優化以及完善，使井下工作人員能夠有序以及高效地進行煤礦開采工作，實現煤炭開采效率的進一步提高。在煤礦支護過程中，煤礦企業的全體管理人員必須將自身應具備的安全管理意識進行提高，進而保證煤礦支護工作的高效率，使煤礦頂板的安全性以及可靠性得到提高。在有效評價頂板支護設備的過程中，評價人員應立足于支護設備的質量、性能和穩固3個角度展開評價工作，同時按照相關要求安排專業人員對支護設備進行定期檢修，在煤礦采掘工作中，保證支護結構充分發揮其真正價值，使井下工作人員能夠從根本上得到生命和財產安全的保障。

4.2光爆錨噴網技術

在煤礦采煤掘進工作開展中，在高強支護技術中，光爆錨噴網技術的使用率也是最高的，其主要原理在于以錨桿作為加固拱，能夠有效加固煤礦巖層，進而加大巖層的穩定性，同時可以使圍巖得到抗剪力的增加，有效增加巷道支護的整體強度。當巷道圍巖的深度比較深時，可以提升圍巖的固定性及穩定性，進而防止圍巖上方出現巖層變形以及松動等情況，為采煤掘進工作過程中的安全建立牢固基礎。在采煤掘進過程中針對光爆錨噴網技術進行應用，對于可能發生散落情況的巖層而言，可以利用錨桿強大的懸吊功能，通過具有較好穩定性的圍巖結構來固定這些巖石，然后利用錨桿的支撐功能，有效支撐圍巖結構，進而使圍巖荷載得到降低，確保巷道具備一定的穩定性。此外，在光爆錨噴網技術的有效使用中，錨桿還具備了較強的補強作用，通過對煤礦巷道周圍進行錨桿的設置，便能夠使巷道結構得到完整性的保護，大大提高巷道周圍的圍巖穩定性，其原理在于錨桿能夠承擔起圍巖的一部分荷載，進而大大降低圍巖所承受的荷載[5]。

4.3噴射混凝土支護的應用

根據實際調查情況，噴射混凝土支護技術也廣泛用于煤礦開采和隧道掘進等高強度支護工作中。該技術主要有兩種形式：干噴混凝土以及水泥裹砂噴射混凝土。這兩種噴射混凝土支護技術各有優勢，并且都對加固煤礦巷道有良好的作用。第一，在應用干噴混凝土支護技術時，需要加入一定比例的水泥、混凝土、促進劑等原材料，然后將其充分攪拌、混合，接著將適量的水倒入，最后通過噴砂機噴涂在煤礦掘進過程中所形成的巷道圍巖上，待混合物固化后即可達到鞏固的效果。第二，在應用水泥裹砂噴射混凝土支護技術時，主要是將符合規格的水泥和砂粒充分混合，然后通過抽氣或壓縮空氣等方式將其噴灑在煤礦巷道的圍巖上，以達到加固的目的。因此，在實際運用過程中，煤礦公司必須充分考慮煤層的實際情況，例如地質條件、隧道技術、煤層狀況等，以決定采用哪種噴射混凝土支護技術，制定相應的施工方案，準備好原材料和設備，并按照規定進行施工，以此來確保煤礦開采和巷道掘進工作的正常進行。

4.4聯合高強支護技術

所謂聯合高強支護技術就是將U型鋼架和錨桿的錨背進行有效的連接，通過這種聯合的方式，能夠控制圍巖變形問題的發生，提升支護效果。在煤礦開采過程中，可以將高強支護技術和其他技術結合起來使用，以減少地質應力變化帶來的不利影響，同時也可以有效改善巷道的穩定性，并確保采礦施工環境的安全性。作為采礦工作人員與外界之間的溝通渠道，巷道穩定性的提高有助于確保采礦工作人員的人身安全。例如，高強支護技術和巖錨梁技術的組合。巖錨梁技術是一種通過注漿適當深度的長錨桿將鋼筋混凝土梁錨固在巖石上的應用技術。長的錨桿和巖壁可以通過摩擦傳遞載荷，有效地分擔了高強支護技術產生的壓力。在巖錨梁技術有效的承擔下，高強支護技術應用起來更加穩定，并且可以提高支撐效果的穩定性[6]。

4.5可縮性支架的應用

根據實際調查，目前世界上有多種形式的高強支護，在這項技術中，可縮性支架應用是最為廣泛的一種，應用期間也可以完成雙向伸縮。在我國，某些礦山的巷道面積相對較小，在開采過程中，由于受到多種因素的影響，工作人員很容易損壞巷道的側壁，從而大幅提高煤礦開采和隧道掘進工作的總體風險。煤礦企業采用可伸縮式支架可以有效提高巷道的整體承壓能力，使其可以承受更大的負荷，從而創造一個更加牢固、穩定的支護環境。如果有效地保證了煤礦生產過程中工作環境的整體安全，那么也將大大地提高采礦工作人員的工作效率和質量，甚至產生超出預期的煤礦開采和掘進的工作效果，為煤礦企業創造更多的經濟收益。

5 高強支護技術在煤礦采煤掘進工作具體的應用措施

5.1壓力監測

隨著高強技術的不斷應用，相關技術負責人應與煤礦的實際開采環境相結合，在合理設計礦井支護結構的基礎上，對各項規章制度予以完善。特別是針對礦井的受力部位，應對高強支護技術的有效性予以保證，使得煤礦巷道的穩定性受到一定的影響。除此之外，對于礦井頂板和邊壁的受力情況，相關技術負責人要提高實施監測程度，可以及時發現周圍土質所發生的輕微的變化，以確保整體的支護結構可以與施工的具體要求相一致。在高強支護技術性能的影響下，應充分了解該技術，有效地減少由于疏忽大意所引起的開采問題。

總體來說，該項技術在實際應用之前，相關負責人員應密切關注巷道變形的位置和引起巷道變形的成因，對變形范圍進行有效的控制，以免對支護的效果帶來一定的影響。高強支護技術應用的過程中，對于該項技術的深層次內容，管理層要有充分的了解，并對煤礦巷道的承壓力和巖層結構的數據進行統計，在科學穩定的基礎上，對支護結構的框架進行搭建，以此使由于煤礦事故而引起的經濟損失得到有效的減少。

5.2先進技術的引進

要確保整個采煤工作的有效進行，企業及有關部門則要重視起對高強支護技術的創新和完善。在社會經濟不斷發展，科學技術持續創新的背景下，國內的煤礦開采技術也取得了一定的進步，逐漸朝著智能化的方向發展，一定程度上也提高了采煤的工作效率。此外，煤礦企業也要借鑒國外研究創新的經驗，對我國的高強支護技術進行更新改造，這樣才能夠確保煤礦企業的可持續發展，滿足社會發展的實際需求。

6 結語

綜上所述，在煤礦開采和巷道工作中，高強支護技術的應用為煤礦工程提供了相應的技術幫助，還為煤礦企業帶來了經濟利益。當前，在社會經濟的可持續發展背景下，對于煤礦掘進工作的要求不斷提升，因此，煤礦企業應當與時俱進，不斷創新和研發高強支護技術，充分發揮其在煤礦企業中的有效作用，以促進煤礦企業有序、快速地發展。

參考文獻

[1]楊曉亮.煤礦采煤掘進工作面中高強支護技術的應用探究[J].中小企業管理與科技（下旬刊），2020（11）：163-164.

[2] 陳廣巫.高強支護技術在煤礦采掘中的應用探析[J].科技資訊，2018，16（5）：86，88.

[3] 張建偉.煤礦開采技術與掘進支護技術分析[J].科技資訊，2020，18（30）：60-62.

[4] 辛澤芳.煤礦掘進巷道錨桿支護方式的應用探究[J].科技資訊，2017，15（30）：78-79.

[5] 云小龍.涼水井煤礦半煤巖巷道掘進技術研究[D].徐州：中國礦業大學，2019.

[6] 尚康. H煤礦掘進作業安全風險評價研究[D].陜西：西安科技大學，2020.