煤矿采掘中的高强支护方案分析

姚晓峰

摘要：巷道支护是巷道持续有效使用的前提，确保支护的有效性对于确保整个矿井生产安全至关重要。特别是对于一些新建矿井而言，初期巷道支护 方案的设计往往难以贴合巷道围岩控制实际需求，导致巷道使用过程中出现围岩变形，影响巷道的正常使用。鉴于此，充分结合矿井生产实际，对原有支 护方式进行优化改良，探究总结应用效果良好的采掘高强度支护方案。

关键词：煤矿采掘;高强支护;方案

1 高强支护技术含义

高强支护技术是指组合使用锚杆、锚索、钢丝网、钢带以及喷砼等支 护技术中的两种或几种进行支护，广泛应用在一些地质构造复杂，并且具 备顶软、底软以及煤层软等的特性的煤矿开采地区，在地质结构复杂地区 使用得较多，因为这些地区对于掘进控制顶板以及两帮变形有着较高的要 求。高强支护技术充分利用了支护原理，确保周围岩石与巷道本身的稳定 性，发挥出应有的承载力，有效地控制巷道围岩的变形。高强支护技术是 一种安全性高、成本低、支护效果好的煤矿采掘所使用的技术。

2 煤矿巷道高强支护的原理分析

在采掘过程中使用高强支护时，需要根据煤矿的具体条件来进行设计。高强支护作用的发挥首先是要提高巷道周围岩石的预应力，然后根据实际 情况，通过预防性支护来达到高强支护的目的。正常情况下，需要从锚杆 的长度、直径入手，依据悬吊理论开展相应的支护工作。锚杆长度的设计 主要依据锚杆直径。而锚杆的直径主要取决于锚杆所承载的负荷和锚固定 力。高强支护技术的应用随煤矿开采实际条件和巷道条件的变化而变化。高强支护技术主要的应用领域是巷道的顶部，目的是提高巷道顶部的抗压 能力。在预应力较大的条件下，高强支护技术还可以形成预应力结构，在 发生变形的条件下，可以通过挤压外部结构的方式来达到保证其自身稳定 性的目的。

3 高强支护技术在煤矿采掘工作中的应用

3.1 在预破碎煤层中的应用

在煤矿采掘的过程中，特别是对深层煤矿的采掘工作而言，穿孔爆破 是必不可少的一个环节。在进行穿孔爆破的过程中，深层煤矿上部的岩层 以及巷道等都难免会受到破坏，这样就会对后续的煤炭开采工作带来影响。所以需要借助高强支护技术对预破碎的煤层进行支护，这样做的目的就在 于减少穿孔爆破对煤层的破坏，避免发生爆破事故，有效保证煤矿采掘工 作的顺利进行。在进行穿孔爆破的过程中，因为受到爆破冲击的影响，采 煤点附近的岩层会遭受不同程度的破坏作用，如果在爆破前岩层就已经出 现了松动的迹象，那么爆破将会产生更加严重的影响。所以在进行爆破之 前先对岩层进行支护和加固是非常必要的，这样能够增强岩层的稳定性，提升岩层对外界因素的承受能力，有效避免出现意料之外的垮塌事件。

3.2 在煤矿采掘作业中的应用

在深层煤矿的采掘工作中，离不开巷道的支持，只有切实保障巷道的 安全性和稳定性，深层煤矿的采掘作业才能够安全高效地进行。借助高强 支护技术，巷道所承受的压力能够通过锚梁来有效分化出去，巷道的承载 能力也就相对得到了加强。为了防止在作业的过程中出现顶板事故，应该 借助液压支架在煤层和岩层之间构造一个隔离带，这样能够有效防止顶板 出现下沉的现象，保证顶板结构的稳定。而且高强支护技术具有很好的隐 蔽性，通过对锚杆等支护构件进行科学合理的布局，巷道掘进的质量就能 够得到有效的保障。此外，在应用高强支护技术的过程中，工作人员要加 强对支护效果的检验，注重改进顶板支护的管理工作，为深层煤矿的采掘 工作创造一个安全可靠的作业环境。

3.3 在软岩巷道中的应用分析

在煤矿采掘作业中，软岩巷道始终是工作展开的难点。需要工作人员 对软岩结构的支护进行进一步的强化，以此减少安全事故的发生。从软岩 巷道的特性来看，稳定性是比较差的，在一定程度上容易加剧巷道的变形。因此，高强支护技术的使用是一种必然选择，能够进一步减少顶板事故的 发生概率，保障软岩巷道结构的开采安全。此外，在具体的工作中，工作 人员要结合软岩巷道结构的实际情况，制定科学、合理的顶板支护管理制 度。以此来促进井下采掘作业的高效性，把控好质量关，并针對支护作业 所使用的设备进行更为严格的管理，确保管理制度能够满足实际的顶板安全需求。一般情况下认为，支护设备的管理可以从设备的整齐、质量、稳 固三个方面入手，对设备的好坏进行综合评价。同时，企业技术人员还要 做好设备的定期维护工作，针对设备的故障及时发现、及时处理，从设备 角度出发，进一步提高支护作业的效率和质量，充分保障井下开采人员的 安全。

4 高强支护技术应用中的注意事项

4.1 完善作业现场的勘察工作，因地制宜地制定科学、合理的作业方案

在进行煤矿采掘的高强支护技术应用时，工作人员要做好具体情况的 把控。要从具体情况出发，因地制宜地制定科学、合理的作业方案。我国 幅员辽阔，不同地区的地质条件往往会呈现出较大的差异，而在这一差异 下，煤炭资源的深度也会出现不同，需要工作人员首先建立力学模型，合 理安全支护构建，以及分析各项参数。通过以上内容的完善，为支护技术 的实际展开提供有效依据。

4.2 设计因地制宜的方案

我国地域广阔，各地区地质条件差异巨大，煤炭资源的深度也不尽相 同。因此，高强支护技术的具体应用，应当在分析现场地质因素等方面的 具体情况，建立力学模型的前提下，因地制宜地进行施工方案的设计，对 施工所需的支护构件进行合理安排，科学计算支护的各项参数。此外，通 过实验进行验证，根据实验的数据结果修正设计方案。

4.3 细致把握支护过程

高强支护技术的实际应用是一个循序渐进的过程，因此需要细致把握 整个过程，使采掘施工快速地实施。在实际施工中，通常会在支护初期发 生变形，应当确保支护对周边岩体的约束力;对于使用主动支护技术的情 况，应当对巷道锚杆的阻碍进行加强，通过高强支护系统的延伸杆体，控 制支护初期的变形;通过使用锚梁，对高强支护进行承接及固定的加强，并且分担支护的压力。

4.4 构建监测体系机制

高强支护监测体系系统的主要作用是：对围岩、支护构件等进行信息 采集;通过分析信息，随时了解高强支护及围岩的变化情况;以信息为依 据，改进高强支护系统等。在煤矿采掘的实际工作中，构建相对完善的监 测体系机制的重要意义在于：了解巷道围岩及支护当前实际状况，在科学 分析后能够及时发现安全隐患，针对性地采取补救措施，从而提高煤矿采 掘工作的安全性。

结束语

巷道围岩变形是煤矿井下回采作业中不可避免的问题，采用有效的支 护方案实现对巷道围岩变形的控制，是提升矿井生产安全性及综合效益的 必要举措。矿井管理者必须高度重视，在生产中积极组织专业人员，及时 开展针对性的探究，总结适应性良好的采掘巷道高强度支护方案，实现对 巷道围岩的有效控制，为矿井生产的持续有效开展提供有效支撑。

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