高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在煤礦采掘中的應(yīng)用探析

陳廣巫

摘 要：隨著我國(guó)社會(huì)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會(huì)對(duì)于煤礦能源的需求也逐步加大，在此前提下，就使得煤礦開采的深度加大，因此為了確保工程的安全性與質(zhì)量，目前煤礦工程，廣泛地運(yùn)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行工作，以此保證煤礦開采的效率與安全。而本文就針對(duì)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，在煤礦開采當(dāng)中的技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)支護(hù) 煤礦開采 技術(shù)應(yīng)用

中圖分類號(hào)：TD353 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）02（b）-0086-02

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)是煤礦開采工作當(dāng)中，常使用的一種支護(hù)技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)能夠承受高強(qiáng)度的礦壓，使得工作安全性提升，并同時(shí)加強(qiáng)工作效率。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用方式有許多，但作為普及的方式為單體液壓柱，其優(yōu)點(diǎn)在于支護(hù)部位全面、安裝簡(jiǎn)便、支設(shè)完善，能夠在確保安全性的同時(shí)，保證支護(hù)工程安裝的速率，進(jìn)而變相的提高煤礦開采的速率。

1 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)概述

我國(guó)煤礦開采的工作，在很早就已經(jīng)開展，在當(dāng)時(shí)所開采煤礦資源，多數(shù)來(lái)自于地表或淺層，而在此條件下，就很難運(yùn)用到高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)[1]。但隨著時(shí)間的推移、需求的增長(zhǎng)，使得煤礦開采的工作深度逐漸加大，因此煤礦開采工作面臨更大的安全壓力，因此，為了保證工程的安全性，高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)則被開發(fā)。

高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)，其功能與普通的支護(hù)相同，主要都是為了確保開采巷道的穩(wěn)定性，避免塌方等事故的發(fā)生，但此兩種支護(hù)技術(shù)的區(qū)別就在于強(qiáng)度方面。普通支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用更加簡(jiǎn)便，可能只需要簡(jiǎn)單的木質(zhì)、金屬制的支架結(jié)構(gòu)即可完成工作，但高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)則不同，其更多的使用科技原理產(chǎn)品進(jìn)行支護(hù)，例如單體液壓柱。通過(guò)高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，能夠很好的提高支護(hù)的強(qiáng)度，使得煤礦開采安全系數(shù)得到提高。

2 單體液壓柱概述

單體液壓柱，屬于高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)當(dāng)中，常見的一種應(yīng)用設(shè)備，該項(xiàng)設(shè)備不但具有更好的支護(hù)效應(yīng)，還具有很好的環(huán)保性能，也正是因?yàn)榇藘身?xiàng)優(yōu)點(diǎn)，此項(xiàng)設(shè)備得以被提倡[2]。此外，單體液壓柱的使用形式與適用范圍都相對(duì)廣泛，例如在使用形式方面，單體液壓柱本身可以作為支護(hù)點(diǎn)柱來(lái)使用，又可以與金屬鉸接頂梁組合使用，在適用范圍方面，單體液壓柱適用于煤礦開采巷道的全體，因此其具備大規(guī)模使用的價(jià)值。

在工作原理方面，單體液壓柱通過(guò)自身具備的三用閥，接受液壓的注液，使得其主體升起，以此形成適用的高度，最后將柱體進(jìn)行密封使得液壓力形成，進(jìn)而安裝完成實(shí)現(xiàn)支撐。此外，當(dāng)煤礦開采完成后，需要將單體液壓柱拆卸也十分簡(jiǎn)便，至需要將三用閥打開，使液壓力消失，進(jìn)而拆卸即可。

3 高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1 圍巖變形控制

因煤礦開采，勢(shì)必會(huì)造成相應(yīng)的圍巖變形，而一旦圍巖變形幅度過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致塌方等事故發(fā)生，而且圍巖變形的力度變化，會(huì)隨著煤礦開采的深度加大而加大，因此就需要高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行控制[3]。高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)能夠利用圍巖與巷道自身的特點(diǎn)，提供相應(yīng)的支護(hù)力度，以此使得圍巖結(jié)構(gòu)緊湊，即使發(fā)生變形，其幅度也因?yàn)楸恢危粫?huì)超出安全的標(biāo)準(zhǔn)范圍。

3.2 成本相對(duì)較低

普通的支護(hù)技術(shù)，多數(shù)使用簡(jiǎn)單的木質(zhì)或金屬制的特形制品進(jìn)行支護(hù)，從單個(gè)支護(hù)的造價(jià)上來(lái)看，確實(shí)要低于高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)，但問題在于煤礦開采工程的規(guī)模龐大，即使單個(gè)造價(jià)相對(duì)低廉，但因?yàn)橹ёo(hù)力度與支護(hù)范圍的弱勢(shì)，使得其使用規(guī)模上有極大的提高，這就導(dǎo)致了總體成本的加強(qiáng)。但高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，單個(gè)造價(jià)雖偏高于普通支護(hù)，但其具有更好的支護(hù)效能，因此在規(guī)模方面要小于普通支護(hù)技術(shù)應(yīng)用，總體成本較低。此外，高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)，在抵抗外界因素的能力方面，也有相對(duì)穩(wěn)定的表現(xiàn)，因此其反復(fù)使用或使用中的穩(wěn)定性較高，致使可以節(jié)省很多維修方面的成本。

3.3 環(huán)境質(zhì)量的提高

高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，因自身體積相對(duì)較小，所以不會(huì)對(duì)巷道空間產(chǎn)生較大的占用，進(jìn)而擴(kuò)大了人工開采的環(huán)境范圍，降低了工作的難度。此外，基于上述高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的整體規(guī)模較小，也起到了空間節(jié)省的效應(yīng)，可對(duì)開采的工作環(huán)境進(jìn)行一定的改善，大幅度增加了開采工作的效率。

3.4 適用性全面

在煤礦開采的工程當(dāng)中，其開采巷道會(huì)面臨各種地質(zhì)，而相較于普通的支護(hù)技術(shù)應(yīng)用，其只需要有相應(yīng)簡(jiǎn)便的支設(shè)，即可對(duì)絕大部分的地質(zhì)環(huán)境提供支持，而無(wú)需改變其支護(hù)設(shè)備的形狀，由此可見，高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的適用性較為全面。

4 高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)面臨的問題

4.1 結(jié)構(gòu)相對(duì)不緊密

高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，其使用的規(guī)模較小，因此在整體結(jié)構(gòu)方面，會(huì)出現(xiàn)松散的現(xiàn)象，如此條件下，會(huì)使得支護(hù)效應(yīng)無(wú)法落實(shí)全面，進(jìn)而會(huì)提高煤礦開采的危險(xiǎn)系數(shù)。在結(jié)構(gòu)松散的前提下，高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)所形成的支護(hù)應(yīng)力，是面狀形式的范圍支護(hù)，在此當(dāng)中，就存在力度均衡的問題，即越靠近支護(hù)柱體的部位支護(hù)力度越大，相反則越小，如此就無(wú)法形成整體的保護(hù)。

4.2 維修難度較大

以單體液壓柱為例，雖然高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)，對(duì)于外界的影響因素有較高的抵抗力，但損壞依舊在所難免，在此前提下，理論上最合理的做法是替換后，將故障單體液壓柱進(jìn)行維修。但從實(shí)際角度上來(lái)看，單體液壓柱多為金屬制品，一旦出現(xiàn)了故障，其維修的難度較大，即使有機(jī)會(huì)維修成功，也必然會(huì)造成成本的加大，因此多數(shù)情況下，當(dāng)出現(xiàn)故障之后，只要故障影響了正常功能的發(fā)揮，一般都直接被遺棄，側(cè)面小幅度地提高了成本投入。

4.3 支護(hù)靈活性的不足

因煤礦開采所面臨的地質(zhì)十分復(fù)雜，巷道當(dāng)中的高度是無(wú)法統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的，因此在使用高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)時(shí)，需要其達(dá)到相應(yīng)的高度，以此才能實(shí)現(xiàn)支護(hù)的功能。而當(dāng)前的高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)，雖然具備高度調(diào)整的功能，但介于自身的體積較小，致使高度無(wú)法滿足各式各樣的地質(zhì)環(huán)境，如此使得其靈活性稍顯不足，導(dǎo)致在應(yīng)用上存在一定的困難。

5 高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)應(yīng)用提高措施

5.1 結(jié)構(gòu)的調(diào)整

基于松散結(jié)構(gòu)的布置，使得高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)，在整體層面的支護(hù)應(yīng)力上，存在強(qiáng)弱之分，而為了改善這樣的現(xiàn)狀，提高煤礦開采的安全系數(shù)，需要對(duì)當(dāng)前松散的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整。高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，可以通過(guò)計(jì)算單個(gè)支護(hù)柱體的應(yīng)用范圍開始，基于單個(gè)范圍的大小，對(duì)多個(gè)支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整，使得多個(gè)支護(hù)主體應(yīng)用范圍重合度增加，以此起到更高支護(hù)效應(yīng)。

5.2 單體液壓柱材質(zhì)研究

目前的單體液壓柱，存在維修困難的現(xiàn)象，其形成原因主要是因?yàn)椴馁|(zhì)為金屬，在此前提下，為了改善維修的難度，可以以材質(zhì)的改變作為研究方向，使單體液壓柱在不影響支護(hù)能力的前提下，使用便于維修的材質(zhì)，以此可以提高支護(hù)應(yīng)用的成本效益，同時(shí)增強(qiáng)單體液壓柱的反復(fù)使用率，避免了成本的浪費(fèi)現(xiàn)象。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)煤礦工程發(fā)展，煤礦開采的深度不斷加大，進(jìn)而使得工程所面臨的壓力也增大。在此前提下，就需要應(yīng)用高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)來(lái)確保工程的安全性。高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)具有普通支護(hù)技術(shù)不具備的多種優(yōu)勢(shì)，但目前高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，還存在一定的問題，例如結(jié)構(gòu)相對(duì)不緊密、維修難度較大、支護(hù)靈活性的不足，需要采取相應(yīng)的改進(jìn)措施進(jìn)行完善。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊超.煤礦采掘中的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)[J].能源與節(jié)能，2016（10）：138-139.

[2] 朱瀟健.煤礦采掘中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)研究[J].能源與節(jié)能，2017（11）：140-141.

[3] 史俊鋒.井工煤礦采掘技術(shù)及實(shí)施要點(diǎn)研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2017（18）：52.