礦山采掘中的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)探索

王延波

（遼源礦業(yè)集團(tuán)礦建工程有限責(zé)任公司，吉林 遼源 136201）

礦產(chǎn)中煤炭具有良好的燃燒性，并且可以長期儲存，不容易變質(zhì)，一直以來都被人們廣泛的運(yùn)用。在社會經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展的今天，人們的日常生活和工作生產(chǎn)對煤炭的需求使用量不斷加大，所以對于煤礦開采的深度也就越來越大。隨著煤礦開采的深度不斷增加，開采難度也會相對加大，其不確定的危險因素也就越多，在每場采掘中，施工人員的安全問題一直是人們關(guān)注的焦點(diǎn)問題。目前采用支護(hù)技術(shù)來增加煤礦開采的安全性，煤礦采掘的越深，所需要的支護(hù)技術(shù)強(qiáng)度越高，為了保證眼睛里的結(jié)構(gòu)具有更好的穩(wěn)定性，需要對高強(qiáng)度知乎技術(shù)進(jìn)行探究[1]。

1 簡述高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)

（1）高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的含義。支護(hù)技術(shù)是通過專業(yè)的支護(hù)工具結(jié)合使用，共同完成對施工地點(diǎn)的支護(hù)工作，一般使用在地形環(huán)境較為復(fù)雜、危險系數(shù)較大的礦產(chǎn)采掘之中。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)是傳統(tǒng)支護(hù)技術(shù)的一個升級，具有經(jīng)濟(jì)適用、安全性高的特點(diǎn)，在支護(hù)工作中受到了廣泛的應(yīng)用。它保證了提高礦井周圍的巖石壁具有更強(qiáng)的穩(wěn)定性，同時，也增強(qiáng)了礦井中各個通道的穩(wěn)定性，避免了因保證穩(wěn)定性而造成的通道結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理的現(xiàn)象，地下通道的承載能力也相對得到了很大提升。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)更適合用于煤礦的采掘之中，煤礦中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且有較多的煤層，煤層具有疏松柔軟的特點(diǎn)，正常使用的控制頂板會因此而出現(xiàn)變形的情況，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)很好的改善了這一不足。支護(hù)技術(shù)的強(qiáng)度主要是由所使用的支護(hù)裝置所決定的，支護(hù)中所用到的錨桿所使用的制作材料、桿體的長度和直徑、桿尾的制作工藝以及桿體的強(qiáng)度都影響著支護(hù)的強(qiáng)度。通過近幾年我國對于錨桿等支護(hù)裝置的研究和開發(fā)，研制出了性價比更好、內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的支護(hù)裝置，其中錨桿制作中一般使用優(yōu)質(zhì)鋼材或樹脂等高分子材料，在支護(hù)工作中使用比較多的五縱筋左旋螺紋錨。

（2）高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的相關(guān)原理?？偟膩碚f高強(qiáng)支付技術(shù)采用的是傳統(tǒng)支護(hù)技術(shù)所使用的基礎(chǔ)工作原理，具體的應(yīng)用方面的設(shè)計還需要根據(jù)實(shí)際情況來決定。一般情況下，所要支護(hù)的范圍直徑需要考慮支護(hù)裝置所能達(dá)到的承載能力和固定能力，然后根據(jù)懸吊的基本原理來進(jìn)行主動支護(hù)工作。錨桿在礦井中的排列間距需要在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)進(jìn)行設(shè)置，高度需要根據(jù)實(shí)際的礦井情況來決定，對于深度較低、沒有嚴(yán)重地質(zhì)問題的煤礦，一般會使用普通錨桿。在實(shí)際的采掘工作中，需要設(shè)計出合適的支護(hù)技術(shù)，保證通道巖石的穩(wěn)定性以及預(yù)應(yīng)力達(dá)到最好的效果。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)最初常常被用在礦井內(nèi)部通道的頂部支護(hù)，使頂部即使在變形的情況下，也可以保持較好的穩(wěn)定性。支護(hù)技術(shù)可以將用力進(jìn)行展開和分散，從而緩解和集中部分地方的壓力，從而達(dá)到互相消除的目的。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)不僅是在表面上保證了礦井內(nèi)部的穩(wěn)定性，還可以控制通道內(nèi)的巖石在采掘過程中的變形量，使施工安全從根本上得到保障，其經(jīng)濟(jì)效益也很樂觀[2]。

（3）高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)所具有的優(yōu)勢。第一，采用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的最主要目的就是保證施工過程中的安全問題，它工作時具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，很少受到其他因素的干擾，所以在支護(hù)工作中可以達(dá)到很好的效果，對增強(qiáng)開采過程中的安全質(zhì)量有著很大的幫助。第二，在煤礦開采中，巖石變形是非常常見的問題，這一問題的出現(xiàn)會影響煤礦的開采進(jìn)度以及經(jīng)濟(jì)效益，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)就可以對巖石變形這一問題進(jìn)行有效的控制。借助礦井內(nèi)通道以及通道的墻壁巖石自身所具有的優(yōu)勢，與自己的優(yōu)勢相結(jié)合，使支護(hù)承載力達(dá)到所需要的要求，從而改善巖石變形的問題。第三，由于高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)可以有效的改善礦井內(nèi)的通道結(jié)構(gòu)，從而大大縮短了通道的施工時間，這就意味著施工成本的降低。除此，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)所使用的裝置所占用的面積較小，也可以在一定程度上節(jié)約工程建設(shè)的資金投入，減少了公司因資金問題而造成采掘進(jìn)度拖延的情況發(fā)生。第四，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)所需要使用的設(shè)備相對簡單，有利于工作人員的安裝和操作，簡化了工作人員的工作任務(wù)，同時，也改善了礦井中的施工環(huán)境。第五，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用成本較為經(jīng)濟(jì)，且從實(shí)質(zhì)上提高了煤礦采掘中的工作效率，安全質(zhì)量也得到了保障，具有很高的性價比，值得被廣泛的應(yīng)用[3]。

2 礦山采掘中的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)目前所存在的問題

在實(shí)際的礦山煤礦開采過程中，采掘的安全問題和施工的質(zhì)量問題是最重要的兩個問題，需要通過合理的方案和技術(shù)進(jìn)行有效的解決?，F(xiàn)在高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在實(shí)際的使用中還存在著一部分的問題，但是我國企業(yè)對于高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的使用已經(jīng)非常普遍，所達(dá)到的效果也有了十分明顯的提升。在支護(hù)工作的初期階段所遇到的巖石結(jié)構(gòu)不連續(xù)的變形時，可以通過改變周圍巖石的受壓程度，使變形問題得到有效的控制。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)對于礦井的承載力進(jìn)行一定的控制，保證礦井內(nèi)通道墻壁的巖石具有較好的完整性，減少外圍巖石的破壞。

目前，一些區(qū)域的煤礦采掘中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)還沒有被廣泛的應(yīng)用，其主要原因是這些區(qū)域內(nèi)的地形環(huán)境較為復(fù)雜、地質(zhì)結(jié)構(gòu)也非常特殊。

在實(shí)際的支護(hù)工作中，通道的頂部會因?yàn)槌惺苓^大的應(yīng)力而產(chǎn)生較為明顯的變形，出現(xiàn)礦井通道變形收縮的問題，這個問題的出現(xiàn)，對后續(xù)的采掘施工都會產(chǎn)生一定影響。還有一種較為特殊的情況是沿空進(jìn)行通道的采掘，在這一過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)礦井通道嚴(yán)重變形的現(xiàn)象，并且在回采的過程中會加重這一問題的情況，通道內(nèi)的空間收縮率甚至達(dá)到了一半以上，給通道的后續(xù)使用造成了更大的不便。嚴(yán)重的情況下，還有可能出現(xiàn)安全事故等問題，威脅著工作人員的人身安全和企業(yè)的財產(chǎn)安全。

3 礦山采掘中對高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

在礦山煤礦進(jìn)行高強(qiáng)支護(hù)工作之前，首先要對施工項(xiàng)目做好充分的了解，收集施工當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)和環(huán)境材料，再對這些資料進(jìn)行綜合性的分析，根據(jù)實(shí)際的工作情況，來設(shè)計支護(hù)方案以及完成相關(guān)的工作內(nèi)容。在礦井采用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的初期階段，墻壁巖石大多是結(jié)構(gòu)性不連續(xù)的變形，真的這一問題我們可以通過應(yīng)力支護(hù)來進(jìn)行解決，進(jìn)行間斷性的變形，可以控制住一部分的破壞。這時礦井內(nèi)通道墻壁的巖石會得到很大的壓力，通過這些壓力支護(hù)技術(shù)可以對其進(jìn)行有效的控制。同時，需要確保錨桿所支撐的周圍沒有被破壞的巖石，是由錨桿所支撐的區(qū)域內(nèi)，所承受的相對應(yīng)力可以達(dá)到最大，也降低了因壓力過大而造成的破壞率。高強(qiáng)支護(hù)裝置中的延伸桿，可以在很大程度上對墻壁巖石的變形程度進(jìn)行控制，在最開始控制巖石變形量的時候，可以加大錨桿的阻力，這樣可以提高延伸桿在支護(hù)工作中的效率，控制好巖石的實(shí)際變形程度。

對于頂板巖和松動圈的分析，是煤礦在采掘之前，所要分析的第一個內(nèi)容，接著根據(jù)所分析出來的內(nèi)容，根據(jù)數(shù)學(xué)的相關(guān)知識進(jìn)行精確的計算，最后結(jié)合最終的結(jié)果對錨桿的長度進(jìn)行選擇，選擇最合適的錨桿，可以保證其工作效率達(dá)到最高。將高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用到煤礦采掘之中，可以使開采過程中的安全問題得到有效的提升，同時也有效提高了煤礦開采的效率，解決了煤礦開采成本過高的問題，具有很高的性價比。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)大多會采用在需要采掘較深的煤礦資源的工程之中，通過對延長強(qiáng)度的分析，可以建立一個系統(tǒng)的回路，方便了后續(xù)的工作進(jìn)程。具體的高強(qiáng)支護(hù)施工方案，需要對實(shí)際的現(xiàn)場情況進(jìn)行分析和了解，完成好相關(guān)工作的進(jìn)行。

實(shí)際的采掘工作中對于高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，需要建立一個完善的支護(hù)工作監(jiān)測系統(tǒng)，健全支護(hù)監(jiān)測體系制度，監(jiān)測系統(tǒng)可以對施工地點(diǎn)的巖石、地質(zhì)以及環(huán)境信息進(jìn)行收集和整理。實(shí)時的掌握工作過程中的巖石動態(tài)變化，及時準(zhǔn)確掌控資料信息，確?？梢约皶r應(yīng)對不同的狀況出現(xiàn)，不斷地對支護(hù)工作進(jìn)行改進(jìn)，保證煤礦采掘的進(jìn)度和質(zhì)量安全。

4 結(jié)束語

目前，我國無論是工業(yè)生產(chǎn)還是人們的日常生活，還是將煤礦資源作為主要的燃燒材料，被大量的投入使用，且使用量一直在隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而增加。在未來的很長一段時間內(nèi)，煤炭的地位都不會被取代，但煤炭資源卻在減少，所以對煤礦的深度采掘越來越多。在采掘過程中，高強(qiáng)支護(hù)是重要的一個環(huán)節(jié)，是煤礦采掘中經(jīng)濟(jì)效益與質(zhì)量安全的重要保障，所以企業(yè)要想更好、更長遠(yuǎn)的發(fā)展，就要重視高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，不斷地完善和改進(jìn)。