高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在采煤掘進(jìn)中的運(yùn)用研究

李建鋒 程剛 井慶輝

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速進(jìn)步，許多新型開采技術(shù)不斷涌現(xiàn)，而高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)便是一項(xiàng)非常重要的應(yīng)用技術(shù)。在采掘施工過(guò)程中，由于施工環(huán)境的惡劣復(fù)雜，為了保證采掘工作的穩(wěn)定性與安全性，應(yīng)當(dāng)充分的發(fā)揮出高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提高采煤掘進(jìn)施工的質(zhì)量與效率。本文就我國(guó)采煤掘進(jìn)施工中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：采煤；掘進(jìn)；高強(qiáng)支護(hù)；運(yùn)用

1關(guān)于高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的詳細(xì)概述

所謂高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，指的是在復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)的煤礦開采中，利用噴砼、錨索、錨桿、鋼絲網(wǎng)等支護(hù)技術(shù)中的多種技術(shù)進(jìn)行支護(hù)的一種重要手段。就現(xiàn)階段的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)而言，支護(hù)材料主要為樹脂錨桿，該材料的支撐性能良好，且成本較低，性價(jià)比高。除此之外，樹脂錨桿還具有質(zhì)量輕的優(yōu)勢(shì)，降低了運(yùn)輸與安裝難度?，F(xiàn)階段，我國(guó)部分地區(qū)的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，土層結(jié)構(gòu)脆弱，該技術(shù)的應(yīng)用大大提升了煤礦開采作業(yè)的穩(wěn)定性、安全性。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)具體表現(xiàn)為：（1）利用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，能使巖壁、巷壁的穩(wěn)定性、承載力增強(qiáng)，促使煤礦巷道更堅(jiān)固，實(shí)現(xiàn)加固煤礦巷道的目的，提高采煤的可靠性與安全性；（2）不需要花費(fèi)太高的成本，不會(huì)受到環(huán)境、電力等因素的影響，實(shí)用性強(qiáng)；（3）所應(yīng)用的材料便于攜帶，且對(duì)材料的要求不高，質(zhì)量輕，設(shè)備容易組裝，能使采煤人員的工作壓力降低；（4）可將煤礦巷道使用時(shí)間延長(zhǎng)，后期維護(hù)難度小，可提高資金利用率，防止出現(xiàn)浪費(fèi)資金的現(xiàn)象，提高煤礦開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，降低成本。

2采礦掘進(jìn)中運(yùn)用的一些高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)

2.1噴射混凝土支護(hù)技術(shù)

超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)涵蓋水泥裹砂、干式噴射的混凝土支護(hù)技術(shù)。干式的噴射混凝土支護(hù)技術(shù)指的是攪拌配合水、混凝土、水泥、速凝劑再應(yīng)用噴砂機(jī)，把混合物噴在煤礦巷道圍巖墻壁上，從而進(jìn)行加固。所謂的水泥裹砂的噴射混凝土技術(shù)將砂粒通過(guò)水泥包裹，再將混合物結(jié)合壓縮空氣噴在煤礦巷道圍巖墻壁上，從而實(shí)現(xiàn)加固的效果。在應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)之前，煤礦開采隊(duì)伍一般會(huì)制定相應(yīng)的方案，且結(jié)合方案選用適宜的噴射混凝土支護(hù)技術(shù)。

2.2光爆錨噴支護(hù)技術(shù)

在支護(hù)巷道中應(yīng)用光爆錨噴支護(hù)技術(shù)的時(shí)候，需要選用適宜的參數(shù)，像是炮孔間距、裝藥的結(jié)構(gòu)、不耦合系數(shù)等，從而確保巷道的安全性。這樣一來(lái)，不但能夠使薄弱位置的抗剪性能提升，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)圍巖自身可靠性的提升，最終防止出現(xiàn)變形與松動(dòng)的現(xiàn)象。

2.3錨桿支護(hù)技術(shù)

對(duì)于巷道圍巖而言，錨桿的應(yīng)用機(jī)理是組合、聯(lián)接、加固。一是聯(lián)接。在巷道圍巖巖層與巖塊不穩(wěn)定的情況下，能夠結(jié)合錨桿進(jìn)行連接，且盡量地向穩(wěn)定巖層中深入。二是組合。結(jié)合錨桿組合相應(yīng)厚度的、成層的巖層，以使組合梁、組合拱形成，避免巖層坍塌、滑移。三是加固。結(jié)合規(guī)律設(shè)計(jì)的錨桿群，擠壓與粘結(jié)巷道附近相應(yīng)深度的圍巖，以使一個(gè)承載環(huán)形成，鑒于此，跟通常的支架支護(hù)不同，錨桿支護(hù)的特點(diǎn)是防御支護(hù)。在實(shí)際應(yīng)用中，一是需要結(jié)合巷道的不同巖層性質(zhì)與斷面形狀，選用不同的錨桿布置方式，能夠結(jié)合綜合要素（巷道跟圍巖承受動(dòng)壓情況、應(yīng)用年限、斷面現(xiàn)狀等）對(duì)錨桿進(jìn)行設(shè)計(jì)。二是為了避免圍巖的風(fēng)化與脫層情況發(fā)生，應(yīng)確保最低錨桿空頂距離的設(shè)計(jì)在1.5m以內(nèi)，并且實(shí)時(shí)地噴射混凝土。三是在完成錨桿的支護(hù)之后搞好檢測(cè)。

2.4聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

除了應(yīng)用以上的兩種支護(hù)技術(shù)之外，施工隊(duì)伍需要結(jié)合煤礦的現(xiàn)狀選用聯(lián)合支護(hù)的技術(shù)對(duì)策。像是聯(lián)合應(yīng)用U型鋼可縮性支架技術(shù)與錨背支護(hù)技術(shù)。如此技術(shù)的應(yīng)用不但能夠防止巷道的變形，而且完善了噴射混凝土支護(hù)技術(shù)的缺陷，確保支護(hù)體具備更好的安全性。除此之外，錨梁網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)技術(shù)先是通過(guò)光面爆破技術(shù)實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)，再打錨桿與初噴，然后結(jié)合鋼梁、鋼絲繩、錨桿加以支護(hù)，且對(duì)混凝土進(jìn)行噴射，從而實(shí)現(xiàn)支護(hù)可靠性的提升，確保固定支護(hù)，在較高巷道墻體的條件之下，錨梁還應(yīng)對(duì)比較大的壓力進(jìn)行承受，進(jìn)而確保正常地開展采煤作業(yè)。一般結(jié)合鋼筋網(wǎng)、木材、混凝土等應(yīng)用于聯(lián)合支護(hù)技術(shù)中，支護(hù)巷道中應(yīng)用比較多的是鋼筋網(wǎng)背板，在聯(lián)合應(yīng)用U型鋼可縮性支架與鋼筋網(wǎng)背板的基礎(chǔ)上能夠提高巷道的可靠性與安全性。

3高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)在采煤掘進(jìn)應(yīng)用中存在的不足以及改進(jìn)

3.1不足

（1）由于高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)發(fā)展時(shí)間較短，除此以外在實(shí)際工作的環(huán)境中因?yàn)楦鞣N因素仍然存在不足，無(wú)形之中給采煤工作埋下安全隱患。且在支護(hù)初始階段，可能會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)、裂縫等現(xiàn)象。如果支護(hù)技術(shù)的應(yīng)力強(qiáng)于當(dāng)前應(yīng)力，則能有效控制變形現(xiàn)象，防止巖壁被破壞，對(duì)受壓狀態(tài)的圍巖具有保護(hù)作用，從而提升圍巖的穩(wěn)定性。倘若支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用弱于當(dāng)前應(yīng)力，可引起不良后果。（2）高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)具有隱蔽性，當(dāng)工作人員明確施工參數(shù)后，也難以對(duì)施工流程進(jìn)行制定，伴隨煤炭開采工作的持續(xù)進(jìn)行，地壓會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，采煤難度也相應(yīng)增加，地質(zhì)條件的復(fù)雜程度更高。在這種情況下，若未及時(shí)采取支護(hù)加固措施，則會(huì)引起坍塌事故，造成頂板垮落。（3）在煤炭開采過(guò)程中，還可能遇到多種惡劣條件，包括大傾角巷道高幫、沿空巷道、應(yīng)力巷道等。因受到高應(yīng)力因素的影響，極易造成頂部變形，導(dǎo)致巷道被破壞。如果在開采初期階段，頂部已經(jīng)出現(xiàn)了嚴(yán)重變形，并且增加了采煤的安全風(fēng)險(xiǎn)，極易引起安全事故。

3.2改進(jìn)

在最初的支護(hù)階段，通過(guò)在圍巖上施加力的作用，可以對(duì)其進(jìn)行有效控制，可以通過(guò)增加巷道錨桿的阻礙來(lái)防止圍巖變形。另外，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)施工過(guò)程的監(jiān)督管理，監(jiān)測(cè)圍巖的狀態(tài)，準(zhǔn)確了解圍巖的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，收集各方面信息，不斷優(yōu)化支護(hù)系統(tǒng)，降低安全事故發(fā)生的幾率。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析比對(duì)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，并采取有效措施進(jìn)行處理，減少不必要的損失。

4結(jié)束語(yǔ)

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用大大提升了巷道的可靠性與穩(wěn)定性，能獲取顯著的支護(hù)效果，可保障巷道安全性，降低復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中的煤礦開采難度，充分保證煤礦開采工人的安全，積極提高機(jī)械化的水平從而提升我國(guó)煤炭開采工作的效率以及安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉曉強(qiáng).高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在采煤掘進(jìn)過(guò)程中的應(yīng)用方法探討.機(jī)械管理開發(fā)，2017，32.08.109-110.

[2]陳?？?采煤掘進(jìn)中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn).中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2016.17.214.

（作者單位：棗礦集團(tuán)滕東煤礦）

作者簡(jiǎn)介：李建鋒，男，大學(xué)本科，畢業(yè)于山東科技大學(xué)采礦工程專業(yè)，現(xiàn)為棗礦集團(tuán)滕東煤礦綜掘工區(qū)技術(shù)員。