煤礦采掘中的高強支護技術(shù)研究

摘 要：隨著煤礦采礦深度的增加及地質(zhì)條件的日漸復(fù)雜，煤礦巷道安全性高強支護技術(shù)要求也隨之提高。井下職工在煤礦開采過程中，會遇到一些巷道頂板高硬度的頂板巖石，但是又因為其強度低造成巷道頂板裂隙的增加，大大降低了支護的安全系數(shù)，本文首先闡述了煤礦采掘中高強支護技術(shù)的涵義及其原理，重點論述將重點煤礦采掘中的高強支護技術(shù)，以期對相關(guān)工作有所助益。

關(guān)鍵詞：煤礦；采掘；高強支護技術(shù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.16.065

0 引言

基于國內(nèi)淺層煤炭資源逐步減少的影響下，開采深層煤炭資源逐步地被重視，與此同時，也要求尤為先進采掘技術(shù)的應(yīng)用，而在采掘深層煤炭資源中，高強支護是非常關(guān)鍵的一個組成部分。應(yīng)用高強支護技術(shù)可以實現(xiàn)巷道穩(wěn)定性的提升，確保煤礦生產(chǎn)安全性與生產(chǎn)效率，盡量地減少事故的出現(xiàn)，并且實現(xiàn)理想的煤礦企業(yè)經(jīng)濟效益，從而推動煤礦企業(yè)的穩(wěn)定與健康發(fā)展。

1 煤礦采掘中高強支護技術(shù)的涵義及其原理

1.1 高強支護技術(shù)的涵義

高強支護技術(shù)指的是借助噴砼、鋼絲網(wǎng)、錨桿、鋼帶、錨索等支護方式的幾種或者是兩種實現(xiàn)支護，進而在一部分復(fù)雜結(jié)構(gòu)的地質(zhì)中普遍地應(yīng)用。并且，在具備軟煤層、軟底、軟頂特點的煤礦采掘較多地應(yīng)用高強支護技術(shù)，這是由于這一系列區(qū)域?qū)蓭妥冃闻c頂板的掘進控制有著比較高的要求。

1.2 高強支護技術(shù)的原理

將高強支護技術(shù)應(yīng)用于煤礦采掘當(dāng)中應(yīng)當(dāng)堅持相應(yīng)的原理，以及需要結(jié)合實際現(xiàn)狀設(shè)計高強支護技術(shù)。具體來講，需要提升煤礦巷道附近巖石的預(yù)應(yīng)力，然后結(jié)合實際現(xiàn)狀，積極主動地設(shè)計煤礦支護，進而體現(xiàn)高強支護技術(shù)的功能。一般來講，結(jié)合懸吊原理進行支護，對相應(yīng)的錨桿進行設(shè)計，以及對錨桿的長度予以確定，錨桿的直徑是錨桿長度的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，而借助錨固定力和錨桿承載力確定錨桿的直徑。在高強支護中應(yīng)用錨桿，一般是選用普通材料的錨桿，以及在相應(yīng)的指標(biāo)范圍之內(nèi)設(shè)計間排距。

在挖掘煤炭的時候，結(jié)合實際應(yīng)用的巷道對高強支護技術(shù)進行設(shè)計和確定。巷道頂是初期應(yīng)用該技術(shù)的適用范圍，倘若預(yù)應(yīng)力到達某個指標(biāo)的情況下，預(yù)應(yīng)力構(gòu)造基于高強支護技術(shù)而完成，在變形的方式下成功地擠壓外部構(gòu)造。對于高強支護技術(shù)來講，其可以進行不間斷傳遞的應(yīng)力工作，實現(xiàn)應(yīng)力的減緩和集中，從而實現(xiàn)消除應(yīng)力的目標(biāo)，最終對巷道附近巖石變形的情況進行有效地控制。高強支護技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮能夠?qū)ψ冃瘟窟M行有效地控制，從而體現(xiàn)兼治標(biāo)本的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)理想的經(jīng)濟效果。

2 煤礦采掘中的高強支護技術(shù)

2.1 光爆錨噴支護技術(shù)

相比較于其它的支護技術(shù)，光爆錨噴網(wǎng)支護技術(shù)的特點是勞動強度低、適應(yīng)條件廣、高效安全、經(jīng)濟等，在持續(xù)地發(fā)展過程中，光爆錨噴支護技術(shù)日益系統(tǒng)化和完善化，因而被普遍地應(yīng)用于巷道支護中。對于光爆錨噴支護技術(shù)的應(yīng)用來講，應(yīng)當(dāng)選擇適宜的參數(shù)，像是炮孔間距、最小抵抗線、不耦合系數(shù)、裝藥構(gòu)造等，進而確保巷道的安全，應(yīng)用該技術(shù)能夠使加固拱形成于煤礦深部圍巖附近的相應(yīng)范圍當(dāng)中，從而實現(xiàn)薄弱位置抗剪性能的提升，有利于巖性可靠的維持，以及防止出現(xiàn)圍巖變形與松動現(xiàn)象的出現(xiàn)。錨桿的組合梁功能、圍巖的補強功能、錨桿的懸吊功能等可以實現(xiàn)圍巖抗應(yīng)力的優(yōu)化，從而實現(xiàn)巷道頂板承載性能的提升，最終提高巷道的安全性與可靠性。

2.2 噴射混凝土支護技術(shù)

都是在密封的地下環(huán)境中開采煤礦，具備復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，巖層缺少穩(wěn)定性，倘若支護強度缺少，那么地壓沖擊與壓出煤層的現(xiàn)象非常容易發(fā)生，這不利于煤礦采掘的順利開展，為此，理想的高強支護技術(shù)的應(yīng)用顯得十分關(guān)鍵。而噴射混凝土支護技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)顯著的支護效果，可以確保巷道的安全性。噴射混凝土支護技術(shù)涵蓋很多種方式，像是干式噴射混凝土支護技術(shù)、水泥裹砂噴射混凝土支護技術(shù)、濕式噴射混凝土支護技術(shù)等，經(jīng)常應(yīng)用的是干式噴射混凝土支護技術(shù)，其重點借助人工或者是機械拌和速凝劑、水泥、混凝土等，再向干式噴射混凝土噴砂機射嘴輸送混合料，結(jié)合相應(yīng)的比重加水進行配合，且在煤礦巷道圍巖墻壁上噴射，從而使一種支護體形成。而對于新型的水泥裹砂噴射混凝土支護技術(shù)來講，其是借助水泥裹住砂粒，以及借助壓縮空氣或者是泵送的手段向噴射嘴輸送混合料，再噴射至巷道圍巖墻壁，從而使一種高強噴射混凝土支護體形成，進而確保巷道的安全和穩(wěn)定。

2.3 聯(lián)合支護技術(shù)

為了實現(xiàn)支護效果的提升，煤礦掘進中也較為普遍地應(yīng)用聯(lián)合支護技術(shù)這種高強支護技術(shù)，像是能夠借助錨背支護與U型鋼伸縮性支架使一種超高強支護體形成，而借助如此的支護技術(shù)能夠完善噴射混凝土支護技術(shù)面臨的缺陷，以及能夠防止巷道流動與巷道變形情況的發(fā)生。一般來講，錨梁網(wǎng)聯(lián)合支護技術(shù)先是借助光面爆破技術(shù)來掘進，再打貓孔和初噴，然后借助鋼梁、鋼絲網(wǎng)、錨桿來支護，且對混凝土進行噴射。而聯(lián)合支護技術(shù)一般應(yīng)用鋼筋網(wǎng)、木材、混凝土等材料，在支護巷道中最多應(yīng)用的是鋼筋網(wǎng)背板，并且把它聯(lián)合U型鋼可縮性支架可以有效地體現(xiàn)內(nèi)部支護與外部支護的聯(lián)合支護效果，從而提高巷道的穩(wěn)定性與安全性。

3 結(jié)語

綜上所述，在采掘煤礦的時候，經(jīng)常會出現(xiàn)煤礦安全事故，人們也越來越重視煤礦的安全問題，而借助高強度的支護構(gòu)造抗壓實現(xiàn)煤礦巷道頂板抗壓性能的提升，進而轉(zhuǎn)移應(yīng)力，倘若巷道頂板的抗壓性能不理想，以及壓力較大，那么可以借助分散壓力的方式。倘若巷道頂板的抗壓性能比較理想，那么能夠借助集中應(yīng)力的手段，避免破壞其它頂板。在煤礦掘進中越來越普遍應(yīng)用高強支護技術(shù)的影響下，以及在研發(fā)新型材料的影響下，能夠更進一步地提升其抗壓性能。

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作者簡介：孫長城（1984-），男，遼寧朝陽人，本科，助理工程師，研究方向：采煤安全技術(shù)管理工作。endprint