煤矿采煤掘进中高强支护技术的应用

＊王 健

（阳煤二矿 山西 045000）

引言

在工业化建设和科学技术发展不断结合的大背景下，当下各类产业建设和群众生产生活对于资源开发的要求相较于以往而言，也有了更加明显的调整和转变，除了更加强调数量的增长之外，也更加注重质量的提升和技术的进步，这种变化也给企业的发展提供了更加鲜明的思路。煤炭资源作为我国能源消耗的重要组成部分，在这种情况下也应当受到更加高度的重视和关注，采煤企业必须要持续性加大采矿深度，只有这样才能确保产量。但不可否认的是，在延伸和拓展的过程中，矿井内的低压也会增加，围岩的应力会有所降低，巷道移动和变形的现象会时有发生。因此，采煤企业需要提高对高强支护技术的关注和重视，确保自身掘进工作的安全和稳定。

1.分析高强支护技术的主要内容

高强支护技术（图1）能够为采煤工作提供坚实的安全保障，能够让资源的开采质量变得更加优越，具体来讲，高强支护技术的应用，能够支撑煤矿的巷道。所以在具体实践的时候，操作人员需要全面分析巷道的数据，展开一系列的实地检验，并对收集的信息进行判断和归类，判断巷道的实际情况，制定出科学且可行的支护方案，为后续的实际操作奠定坚实的基础。总的来说，高强支护技术应用的主要目的就是为了提高巷道的牢固性和稳定性，帮助采煤企业排除开发中存在的风险和隐患，即便是发生了异常情况，操作人员也能够及时的撤离现场，缩小危害波及的范围。与此同时，操作人员也需要根据巷道的实际情况，适当延伸锚杆的长度，提高锚杆的承重能力，让巷道的安全系数变得更高。当高强支护方案确定之后，操作人员也需要考虑到特殊的情况，如果支护的承重质量小于顶部的质量，就需要设计自动预应力，防止巷道的变形。

图1 支护技术的应用

2.分析高强支护技术应用的优势

高强支护技术是随着社会发展应运而生的全新产物，其自身已经在煤矿开采中得到了普及和应用。我国的煤矿开采环境本身就较为复杂，而且也涉及到不同类型的区域，就一些地质环境恶劣的地区来讲，操作人员会遇到更多的困难和挑战，在这种情况下使用高强支护技术，就可以让资源的开发的环境变得更加安全。首先，当开采深度不断增加的时候，煤矿采煤掘进工作遇到的隐患和风险也就越来越多样，生产人员的人身安全也会受到影响，而高强支护技术的应用能够让矿井内的岩层变得更加稳定，巷壁牢固性会更强。其次，高强支护技术的应用成本相对较低，但取得的效果却尤为明显，所以性价比十分优秀。与此同时，高强支护技术应用所需要的材料质量是相对较轻的，在运输的过程中能够节省许多不必要的时间和步骤，操作人员的组装流程也较为简捷，所以工作压力也会变得更小，这就能够有效提高资源开采的效率[1]。最后，在高强支护技术的引导下，矿井巷道的维护难度会变得更小，使用期会有所延长，能够降低资源的消耗量，避免产生不必要的浪费，为企业创造更大的生产效益和社会效益。以上这些都足以说明，高强支护技术的应用优势是尤为明显的，能够支撑各种类型的煤矿采煤掘进工作。

3.分析高强支护技术在煤矿采煤掘进工作中的具体应用

(1)锚杆支护技术

锚杆支护技术是煤矿采煤掘进工作的重要组成部分，在具体应用的过程中要重点把握组合，连接，加固这三个关键部分。通常来讲，巷道的施工会给原有的岩层结构带来一定的干扰和破坏，这就降低了岩层的稳定性和安全性，为了保证后续开工的顺利，操作人员就需要在稳定地层中深入锚杆，让巷道围岩结构变得更加牢固。在实践的时候，操作人员应当尽可能选择组合锚杆，这样就可以让组合拱和组合梁共同存在于巷道内，防止冒顶问题（图2）的产生，当施工告一段落之后，操作人员还需要对全部的锚杆进行加固，还要设置相应的锚杆群，构建完全封闭的承载结构，这样可以进一步提高支护的质量。相较于液压支架来讲，锚杆支护更加注重的是防御功能。总的来说，锚杆支护技术的应用具有一定的灵活性和适应性，能够结合采煤的实际环境做出调整和优化，操作人员需要认真排查岩层的构造，而且还要根据巷道的使用时间和围岩结构应力的基本数据，改变资料信息，规划并合理设计锚杆的部署，制定出科学有效的施工计划[2]。由于煤矿开采的周期相对较长，因此，一旦巷道围岩出现了分化现象，就必然会扩大岩层的断层面积，所以操作人员需要保证锚杆能够达到1.5m左右的空顶距离，还要做好混凝土的喷射工作，让围岩的构造变得更加可靠。

图2 巷道冒顶

(2)超高强喷射混凝土技术

超高强喷射混凝土技术（图3）主要针对的是深部的巷道，深部巷道所处的地质环境要更为复杂，而且生产作业的空间相对有限，封闭性会更为突出，周围的围岩构造会越发不稳定，会经常出现变形或者是松动的问题。在这种情况下，操作人员就可以利用超高强喷射混凝土技术，避免上述问题的产生。一般情况下，超高强喷射混凝土支护技术，包括潮式技术和湿式技术两种类型。这里所说的潮式技术，需要操作人员把骨料和水泥材料共同搅拌，而且还要辅之以相应的水，由此来发挥出湿润的功能，当这些工作完成之后，操作人员需要结合压缩空气向喷射区域进行推送。而湿式技术，需要操作人员把水泥材料、骨料和水混合到一起，然后再借助压缩空气，在喷射的区域进行推送，同时也要根据一定的比重搅拌速凝剂，保证操作的快速和精准。以上这些也足以说明，超强喷射混凝土支护技术能够让矿井的巷道岩石承载性能变得更加优越，强化原有结构的强度，为后续的操作奠定坚实的基础。

图3 超高强喷射混凝土技术

(3)联合高强支护技术

通常意义上所说的联合高强支护技术，重点应用在喷射混凝土支护构造功能退化的时候，此时的支护构造，依然不能完全保证深部巷道的完整性，有可能出现变形或者是流动的问题。在具体应用的时候，操作人员需要使用U型钢可伸缩支架。在这其中，U型钢可伸缩支架能够有效适应巷道的具体情况，根据巷道的变形进行调整，并控制煤层构造的侧向变形，兼顾到巷道的顶板。联合高强支护技术需要结合混凝土，金属网，钢筋网，塑料网等多种类型的材料，钢筋网背板的应用是最为广泛的。操作人员需要先观察巷道顶板，然后把钢筋网背板和锚杆结合到一起，使用u型钢可伸缩支架，构造成更加强大的联合支护结构，提高深层巷道的稳定性。

(4)预留煤柱的应用

相较于其他类型的高强支护技术来讲，预留煤柱是尤为传统的组成部分，主要集中使用在巷道的上区段和下区段之间，这一技术的应用过程较为简便，而且取得的效果也十分明显。就一些通风条件相对薄弱的矿井巷道来讲，其自身的排水能力也有所不足，所以会给采煤工作带来更大的阻碍和不便，但预留煤柱的应用就可以弥补以上这些缺陷和不足。然而不可否认的是，预留煤柱的操作成本相对较高，而且也会给后期的维护带来一定的挑战，操作人员需要根据巷道的实际情况，来酌情考虑，实现采煤工作经济利益的最大化。

以上这些也足以说明，高强支护技术的应用，能够为煤炭企业注入更多的生机与活力。但不可否认的是，煤炭行业本身也存在一定的危险性，所以操作人员需要针对高强支护技术的应用进行创新和优化，要发挥出这一技术的优势和价值，对巷道锚固围岩进行保护，让结构变得更加完整。

3.结束语

综上所述，持续性推动高强支护技术在煤矿采煤掘进工作中的应用是合理且必要的举动，这是提高施工作业安全性的应有之策，也是创新煤炭企业生产模式的有效措施。本文通过锚杆支护，超高强喷射混凝土，联合高强支护这三个角度，论述了技术应用的具体内容，充分结合了煤矿产业的自身特点，具有理论上的合理性与实践上的可行性。在未来，煤矿企业也需要更加注重对现场的调研和考察，认真把握巷道的走向，选用适宜的支护结构。