浅析煤矿采掘中的高强支护技术

王传晨

济宁矿业集团有限公司霄云煤矿 山东济宁 272000

1 高强支护技术的应用意义

高强支护技术对于煤矿的开采具有很大的优势，主要表现在：第一，随着煤炭资源开采深度不断的增加，导致了煤炭开采难度的上涨，安全性的降低，在应用高强支护技术之后能够提升煤矿巷道和岩层结构的稳定性，不仅确保了煤矿开采工作人员的生命安全还有效的提升了开采的效率。第二，通过对高强支护技术和其他的支护技术的对比可以发现，高强支护技术的结构稳定性更强，能够起到更好的保护作用。第三，应用高强支护技术对煤矿开采掘进支护中时，工作人员不需要携带大量的辅助材料，大幅度减轻了工作人员的工作难度，让工作人员更加轻松[1]。

2 高强支护技术在煤矿采掘中的应用

2.1 高强支护技术在软岩巷道中的应用

在煤矿开采掘进作业中，软岩巷道不仅具有围岩节理裂隙，而且稳定性也不大好，为了保证采煤掘进工作软岩巷道的安全性，维护巷道支护工作的有序性，管理人员需要从支护设备的稳固、质量、性能等三个方面做好对顶板支护的评价工作，需要指定专门人员对支护设备工作状态进行定期的检修、维修和保养，以保证支护设备工作状态的稳定可靠性[2]。1314 工作面直接顶为2．7m 厚的细砂岩，属于较稳定顶板，在计算支护阻力时应考虑阻力最大时的情况，即顶板在煤壁线处全部切断，此时超前支架承受最大压力。

2.2 高强支护技术在预破碎煤层中的应用

在煤矿开采掘进过程中，会经常性地遇到一些破碎煤层，为了安全起见，就必须要利用高强支护技术来对预破碎煤层进行强固支护。在爆破作业中，以爆破点为中心对周边岩层造成的影响程度是有所不同的，应用高强支护技术需视岩层的松动情况而采取相应的加固处理措施。需要说明的是，在爆破作业之前，就应该先对关键位置的围岩做好锚固加强处理，预防围岩的变形。如下图所示：

2.3 对光爆锚喷网高强支护技术的应用

在煤矿的开采中，如果出现了可能散落的岩层时，光爆锚喷网技术能够利用锚杆的悬吊功能将岩层固定在比较稳定的围岩结构上，然后在利用锚杆的支撑作用对这部分的围岩结构进行支撑，减少围岩的荷载。另外，光爆锚喷网技术中的锚杆还具有补强的作用。将锚杆设置在煤矿巷道的周围，能够对巷道结构起到很好的保护作用，增强了巷道周围围岩的结构稳定性，将围岩的荷载分配到了锚杆上，减轻了围岩所承受的荷载[3]。

大断面锚索验算：锚索长度校核，应满足L=La+Lb+Lc+Ld，式中：L- 锚索总长度，m；La- 锚索深入到较稳定岩层的锚固长度，m；La ≥K×（d1fa）/（4fc）=2×21．6×1427．31/（4×10）=1541．5mm，La ≥1．54m，其中：K- 安全系数，一般取2；d-锚索直径21．6mm；fa- 钢绞线抗拉强度，1427．31N/mm2；fc- 锚索与锚固剂的粘合强度，10N/mm2；Lb- 需要悬吊的不稳定岩层厚度，2．4m；Lc- 托板及锚具的厚度，0．15m。Ld- 外露张拉长度，0．25m：

L=La+Lb+La+Lc+Ld=1．54+2．4+0．15+0．25=4．34m。满足设计锚索长度6．5m 要求。

按悬吊理论校核锚索间距。为防止巷道顶板大面积整体垮落，采用φ21．6×6500mm（锚入硬岩深度1500mm，长度取巷道宽度的1．5 倍）的钢绞线锚索加强支护，锚索沿巷道掘进方向呈“迈步式” 布置，锚索布置位置自下帮向上帮依次为：距下帮1800mm处施工第一排、距第一排1600mm 处施工第二排、第二排距上帮1400mm，锚索间排距为2000×1600mm，将锚杆加固的“组合梁”整体悬吊于坚硬岩层中，校核锚索间排距，冒落方式按最严重的冒落高度大于锚杆长度的整体冒落考虑，此时，靠巷道两帮的角锚杆和锚索一起发挥悬吊作用，在忽略岩体粘结力和内摩擦力的条件下，取垂直方向的平衡，可用下列公式计算锚索间距：

L=nF2/[BHr-（2F1sinθ）/L1]，式中：L- 锚索间排距，m；B—巷道最大冒落宽度，取最大断面4．8；H- 巷道冒落高度，按最严重冒落高度取2．4m；r- 岩体容重，取28kN/m³；L1- 锚杆排距，1．0m；F1- 锚杆设计锚固力，70kN/ 棵；F2- 锚索极限承载力，取230kN；θ- 角锚杆与巷道顶板的夹角，75°；n- 锚索排数，取2。L=2×230/[4．8×2．4×28-（2×70×sin75 °）/1．0]=2．46m，实际锚索间排距为2000×1600mm 满足要求。

3 结语

高强支护技术能够对煤矿的岩层结构进行支护，让煤矿岩层结构和岩壁的承受能力有了显著的提高。通过高强支护技术的应用，减轻了工作人员的压力和负担，同时还提升了开采的安全性，对于我国煤矿开采业的发展具有重要意义。