高强支护技术在煤矿采掘中的应用探析

陈广巫

摘 要：随着我国社会的不断发展，现代社会对于煤矿能源的需求也逐步加大，在此前提下，就使得煤矿开采的深度加大，因此为了确保工程的安全性与质量，目前煤矿工程，广泛地运用高强支护技术进行工作，以此保证煤矿开采的效率与安全。而本文就针对高强支护技术，在煤矿开采当中的技术应用进行分析。

关键词：高强支护 煤矿开采 技术应用

中图分类号：TD353 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（b）-0086-02

高强支护技术是煤矿开采工作当中，常使用的一种支护技术，此项技术能够承受高强度的矿压，使得工作安全性提升，并同时加强工作效率。高强支护技术的应用方式有许多，但作为普及的方式为单体液压柱，其优点在于支护部位全面、安装简便、支设完善，能够在确保安全性的同时，保证支护工程安装的速率，进而变相的提高煤矿开采的速率。

1 高强支护技术概述

我国煤矿开采的工作，在很早就已经开展，在当时所开采煤矿资源，多数来自于地表或浅层，而在此条件下，就很难运用到高强度支护技术[1]。但随着时间的推移、需求的增长，使得煤矿开采的工作深度逐渐加大，因此煤矿开采工作面临更大的安全压力，因此，为了保证工程的安全性，高强度支护技术则被开发。

高强度支护技术，其功能与普通的支护相同，主要都是为了确保开采巷道的稳定性，避免塌方等事故的发生，但此两种支护技术的区别就在于强度方面。普通支护技术的应用更加简便，可能只需要简单的木质、金属制的支架结构即可完成工作，但高强度支护技术则不同，其更多的使用科技原理产品进行支护，例如单体液压柱。通过高强度支护技术的应用，能够很好的提高支护的强度，使得煤礦开采安全系数得到提高。

2 单体液压柱概述

单体液压柱，属于高强度支护技术当中，常见的一种应用设备，该项设备不但具有更好的支护效应，还具有很好的环保性能，也正是因为此两项优点，此项设备得以被提倡[2]。此外，单体液压柱的使用形式与适用范围都相对广泛，例如在使用形式方面，单体液压柱本身可以作为支护点柱来使用，又可以与金属铰接顶梁组合使用，在适用范围方面，单体液压柱适用于煤矿开采巷道的全体，因此其具备大规模使用的价值。

在工作原理方面，单体液压柱通过自身具备的三用阀，接受液压的注液，使得其主体升起，以此形成适用的高度，最后将柱体进行密封使得液压力形成，进而安装完成实现支撑。此外，当煤矿开采完成后，需要将单体液压柱拆卸也十分简便，至需要将三用阀打开，使液压力消失，进而拆卸即可。

3 高强度支护技术应用优势

3.1 围岩变形控制

因煤矿开采，势必会造成相应的围岩变形，而一旦围岩变形幅度过大，则会导致塌方等事故发生，而且围岩变形的力度变化，会随着煤矿开采的深度加大而加大，因此就需要高强度支护技术对其进行控制[3]。高强度支护技术能够利用围岩与巷道自身的特点，提供相应的支护力度，以此使得围岩结构紧凑，即使发生变形，其幅度也因为被支撑，而不会超出安全的标准范围。

3.2 成本相对较低

普通的支护技术，多数使用简单的木质或金属制的特形制品进行支护，从单个支护的造价上来看，确实要低于高强度支护技术，但问题在于煤矿开采工程的规模庞大，即使单个造价相对低廉，但因为支护力度与支护范围的弱势，使得其使用规模上有极大的提高，这就导致了总体成本的加强。但高强度支护技术的应用，单个造价虽偏高于普通支护，但其具有更好的支护效能，因此在规模方面要小于普通支护技术应用，总体成本较低。此外，高强度支护技术，在抵抗外界因素的能力方面，也有相对稳定的表现，因此其反复使用或使用中的稳定性较高，致使可以节省很多维修方面的成本。

3.3 环境质量的提高

高强度支护技术的应用，因自身体积相对较小，所以不会对巷道空间产生较大的占用，进而扩大了人工开采的环境范围，降低了工作的难度。此外，基于上述高强度支护技术的整体规模较小，也起到了空间节省的效应，可对开采的工作环境进行一定的改善，大幅度增加了开采工作的效率。

3.4 适用性全面

在煤矿开采的工程当中，其开采巷道会面临各种地质，而相较于普通的支护技术应用，其只需要有相应简便的支设，即可对绝大部分的地质环境提供支持，而无需改变其支护设备的形状，由此可见，高强度支护技术的适用性较为全面。

4 高强度支护技术面临的问题

4.1 结构相对不紧密

高强度支护技术的应用，其使用的规模较小，因此在整体结构方面，会出现松散的现象，如此条件下，会使得支护效应无法落实全面，进而会提高煤矿开采的危险系数。在结构松散的前提下，高强度支护技术所形成的支护应力，是面状形式的范围支护，在此当中，就存在力度均衡的问题，即越靠近支护柱体的部位支护力度越大，相反则越小，如此就无法形成整体的保护。

4.2 维修难度较大

以单体液压柱为例，虽然高强度支护技术，对于外界的影响因素有较高的抵抗力，但损坏依旧在所难免，在此前提下，理论上最合理的做法是替换后，将故障单体液压柱进行维修。但从实际角度上来看，单体液压柱多为金属制品，一旦出现了故障，其维修的难度较大，即使有机会维修成功，也必然会造成成本的加大，因此多数情况下，当出现故障之后，只要故障影响了正常功能的发挥，一般都直接被遗弃，侧面小幅度地提高了成本投入。

4.3 支护灵活性的不足

因煤矿开采所面临的地质十分复杂，巷道当中的高度是无法统一标准的，因此在使用高强度支护技术时，需要其达到相应的高度，以此才能实现支护的功能。而当前的高强度支护技术，虽然具备高度调整的功能，但介于自身的体积较小，致使高度无法满足各式各样的地质环境，如此使得其灵活性稍显不足，导致在应用上存在一定的困难。

5 高强度支护技术应用提高措施

5.1 结构的调整

基于松散结构的布置，使得高强度支护技术，在整体层面的支护应力上，存在强弱之分，而为了改善这样的现状，提高煤矿开采的安全系数，需要对当前松散的结构进行调整。高强度支护技术结构的调整，可以通过计算单个支护柱体的应用范围开始，基于单个范围的大小，对多个支护结构进行调整，使得多个支护主体应用范围重合度增加，以此起到更高支护效应。

5.2 单体液压柱材质研究

目前的单体液压柱，存在维修困难的现象，其形成原因主要是因为材质为金属，在此前提下，为了改善维修的难度，可以以材质的改变作为研究方向，使单体液压柱在不影响支护能力的前提下，使用便于维修的材质，以此可以提高支护应用的成本效益，同时增强单体液压柱的反复使用率，避免了成本的浪费现象。

6 结语

随着我国煤矿工程发展，煤矿开采的深度不断加大，进而使得工程所面临的压力也增大。在此前提下，就需要应用高强度支护技术来确保工程的安全性。高强度支护技术具有普通支护技术不具备的多种优势，但目前高强度支护技术的应用，还存在一定的问题，例如结构相对不紧密、维修难度较大、支护灵活性的不足，需要采取相应的改进措施进行完善。

参考文献

[1] 杨超.煤矿采掘中的高强支护技术[J].能源与节能，2016（10）：138-139.

[2] 朱潇健.煤矿采掘中高强支护技术研究[J].能源与节能，2017（11）：140-141.

[3] 史俊锋.井工煤矿采掘技术及实施要点研究[J].科技经济导刊，2017（18）：52.