淺談采煤掘進(jìn)過(guò)程中高強(qiáng)支護(hù)的技術(shù)應(yīng)用

李寶華

摘 要：近些年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷革新，逐漸出現(xiàn)了諸多新型開(kāi)采技術(shù)，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)就是其中非常重要的一項(xiàng)。簡(jiǎn)要分析采煤掘進(jìn)過(guò)程中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：采煤；掘進(jìn)；巷道；高強(qiáng)支護(hù)

中圖分類號(hào)：TD353.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）10-0021-02

現(xiàn)如今煤炭資源在人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)和生活中的作用越來(lái)越重要，同時(shí)由于其儲(chǔ)藏量較大、可燃性較好、儲(chǔ)存時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)，煤礦開(kāi)采業(yè)的發(fā)展越來(lái)越快，煤炭的使用也越來(lái)越廣泛，而且在開(kāi)采過(guò)程中，采掘面也正逐漸向地面深處發(fā)展。在采煤掘進(jìn)過(guò)程中，需要對(duì)煤礦巷道進(jìn)行構(gòu)建，而巷道越深，其堅(jiān)固性和穩(wěn)定性就越差，這樣在開(kāi)采過(guò)程中很容易引發(fā)事故，影響施工的安全。因此，采用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)對(duì)巷道進(jìn)行有效加固意義重大。

1 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的概述

在過(guò)去很長(zhǎng)一段時(shí)期內(nèi)，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)并沒(méi)有引起人們的高度重視，這是因?yàn)樵诋?dāng)時(shí)的煤礦開(kāi)采過(guò)程中土層比較淺，也沒(méi)有較大的開(kāi)采力度。近些年來(lái)，煤炭開(kāi)采技術(shù)日趨成熟，煤炭資源的社會(huì)需求量在不斷擴(kuò)大，煤炭開(kāi)采的力度和深度也在逐步增加，那么就需要充分發(fā)揮高強(qiáng)支護(hù)的作用，保證采煤掘進(jìn)的安全和質(zhì)量。目前，我國(guó)很多礦區(qū)都將高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用到采礦過(guò)程中，比如部分地區(qū)地理位置較為復(fù)雜，土層結(jié)構(gòu)較為脆弱，通過(guò)應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，保障了現(xiàn)場(chǎng)施工的安全性和穩(wěn)定性。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用主要包括以下幾方面的內(nèi)容：①煤礦巷道深度越來(lái)越大，其穩(wěn)定性就相應(yīng)的越來(lái)越差，而高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)可以有效加固煤礦巷道，增加巖壁和巷壁的承載力；②高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)難度不大，投入成本也不高，而且電力環(huán)境也不會(huì)對(duì)其產(chǎn)生任何影響，因此，在各種條件下都可以采用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)；③高強(qiáng)支護(hù)涉及到的部件組裝難度較小，對(duì)材料質(zhì)量也沒(méi)有較高的要求，且攜帶起來(lái)比較方便，從而減少了開(kāi)采人員的負(fù)擔(dān)；④高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用延長(zhǎng)了巷道的使用壽命，同時(shí)也減少了后期的維護(hù)工作量，不會(huì)浪費(fèi)較多的資金，進(jìn)而提高了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

2 高強(qiáng)支護(hù)的基本原理

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)通常被應(yīng)用于煤礦巷道中，在選擇和設(shè)計(jì)高強(qiáng)支護(hù)之前就需要充分考慮煤礦巷道的實(shí)際情況，通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)，使煤礦巷道得到有效的保護(hù)。一般情況下，在煤礦開(kāi)采之前，就需要設(shè)置高強(qiáng)支護(hù)，通過(guò)主動(dòng)支護(hù)，才可以將高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的作用充分發(fā)揮出來(lái)。正常情況下，為了實(shí)現(xiàn)主動(dòng)支護(hù)，可以合理增錨桿的長(zhǎng)度和承載力。

通常情況下，在煤礦巷道的頂部位置設(shè)置高強(qiáng)支護(hù)。這樣，如果出現(xiàn)最大預(yù)應(yīng)力，高強(qiáng)支護(hù)可以自動(dòng)開(kāi)啟預(yù)應(yīng)力的承載結(jié)構(gòu)，有效增加巷壁的抗壓能力和抗變形能力，從而使加固煤礦巷道的目的得以實(shí)現(xiàn)，因此，也有人將高強(qiáng)支護(hù)裝置稱為預(yù)應(yīng)力承載梁。應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)可以將應(yīng)力不斷傳遞出來(lái)，利用應(yīng)力可以將部分垂直應(yīng)力抵消掉，在最大程度上降低圍巖強(qiáng)度，有效控制巖壁變形，進(jìn)而使巷道的穩(wěn)固性得到強(qiáng)化，最終提高施工環(huán)境的安全性。

3 高強(qiáng)支護(hù)的應(yīng)用分析

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)雖然還不夠完善，在支護(hù)過(guò)程中容易出現(xiàn)一些問(wèn)題，但在煤礦巷道的應(yīng)用中取得了顯著的成果。在支護(hù)初期，通常存在一些不連續(xù)變形，比如結(jié)構(gòu)面里層滑動(dòng)、裂隙張開(kāi)等，高強(qiáng)支護(hù)可以有效控制非連續(xù)變形和破壞，使圍巖能夠保持在一個(gè)受壓的狀態(tài)，以便控制圍巖承載力，保證了錨固區(qū)圍巖的完整性，使較大應(yīng)力承載形成于錨固區(qū)，在較大程度上降低了對(duì)外圍巖里層的破壞程度。同時(shí)，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的延伸桿體也可以有效控制圍巖的后續(xù)變形。在控制初期變形的過(guò)程中，可以有效增加錨桿的增阻，促使支護(hù)系統(tǒng)的延伸率得以實(shí)現(xiàn)。這樣，即使施工環(huán)境中有著較大的阻力，也可以有效控制圍巖的變形。

在現(xiàn)場(chǎng)采煤掘進(jìn)時(shí)，需要結(jié)合設(shè)計(jì)方案來(lái)監(jiān)督掘進(jìn)過(guò)程，使煤礦企業(yè)掘進(jìn)工作質(zhì)量得到保證，避免出現(xiàn)安全隱患。錨梁的應(yīng)用可以有效承接和固定高強(qiáng)支護(hù)，同時(shí)，如果墻體較高，錨梁也可以承擔(dān)相應(yīng)的壓力，以便更加有序地進(jìn)行采煤掘進(jìn)工作。由于高強(qiáng)支護(hù)有著較強(qiáng)的隱蔽性，因此在確定參數(shù)之后，就需要考慮如何才能保證工程的質(zhì)量和施工的安全。隨著時(shí)代的發(fā)展，深井越來(lái)越多，高采動(dòng)地壓也在不斷增加。面對(duì)越來(lái)越復(fù)雜的自然地理?xiàng)l件，如果不結(jié)合具體情況，不有針對(duì)性地應(yīng)用防護(hù)措施，就可能會(huì)導(dǎo)致冒頂事故發(fā)生。目前，還有一些地質(zhì)條件比較特殊，比如高應(yīng)力巷道、沿空巷道等，在這些地區(qū)還沒(méi)有廣泛應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，在高應(yīng)力作用下，這類巷道會(huì)發(fā)生較為強(qiáng)烈的頂部變形，巷道出現(xiàn)收縮變形問(wèn)題，影響到巷道的正常使用。特別是沿空掘巷，如果不應(yīng)用支護(hù)技術(shù)，在煤礦方面，有著較為嚴(yán)重的巷道變形，等到了回采階段，巷道變形更加嚴(yán)重，且斷面收縮將會(huì)達(dá)到60%左右。這樣不僅對(duì)巷道的正常使用造成影響，甚至還會(huì)導(dǎo)致一些安全事故的發(fā)生。

另外，在具體的實(shí)踐過(guò)程中，還需要構(gòu)建完善的支護(hù)監(jiān)測(cè)機(jī)制，通過(guò)支護(hù)監(jiān)測(cè)，收集圍巖發(fā)展?fàn)顟B(tài)參數(shù)，對(duì)圍巖運(yùn)動(dòng)規(guī)律和支護(hù)工作的實(shí)際效果進(jìn)行動(dòng)態(tài)掌握，并借助這些數(shù)據(jù)資料，對(duì)支護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行有效的優(yōu)化，同時(shí)要全面、準(zhǔn)確、及時(shí)地采集和整理監(jiān)測(cè)資料。在掘進(jìn)過(guò)程中，還需要對(duì)巷道支護(hù)的實(shí)際效果進(jìn)行跟蹤，利用科學(xué)的方法分析和預(yù)測(cè)圍巖情況，并將其中存在的安全隱患和問(wèn)題找出來(lái)，及時(shí)采取措施進(jìn)行改進(jìn)，以便巷道施工能夠安全進(jìn)行。

4 結(jié)束語(yǔ)

終上所述，隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，煤礦行業(yè)得到了迅速的發(fā)展，開(kāi)采工藝在不斷提高，社會(huì)對(duì)煤炭資源的需求量越來(lái)越大，煤層的開(kāi)采深度也在不斷增加。煤礦巷道深入到地下中，就會(huì)影響到它的穩(wěn)固性。如果不加以處理，就會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事故發(fā)生。針對(duì)這種情況，可以將高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用到巷道加固中。目前，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，并且成本較低，技術(shù)難度也不高。通過(guò)實(shí)踐證明，將高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用到采煤掘進(jìn)過(guò)程中，可以在很大程度上提高開(kāi)采過(guò)程的安全性。此外，由于投入的成本資金有所減少，這樣經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益就會(huì)明顯增加。以上簡(jiǎn)要分析了采煤掘進(jìn)過(guò)程中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

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〔編輯：劉曉芳〕