采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用

張峰

摘 要： 煤炭生產(chǎn)的安全性在一定程度上受制于巷道的支護(hù)效果和支護(hù)質(zhì)量。近年來，隨著采煤工藝和采煤技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及開采深度的不斷升入，工作面巷道的地質(zhì)情況越發(fā)的復(fù)雜，巷道內(nèi)的礦壓現(xiàn)象問題越來越嚴(yán)峻，從而對巷道支護(hù)造成困難。針對上述問題，為保證巷道的掘進(jìn)速度、推進(jìn)速度的要求，需采用效果更好、更加安全的支護(hù)方式。基于此，本文那就煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用進(jìn)行詳細(xì)探究。

關(guān)鍵詞： 煤礦工程;采煤掘進(jìn)工作;高強(qiáng)支護(hù);技術(shù)運(yùn)用

【中圖分類號】P641.4+61 ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A ? ? 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.35.260

1 引言

由于對煤炭的需求量呈現(xiàn)上升的趨勢，與此同時(shí)，加上煤礦開采規(guī)模與深度不斷加大，這樣一來，對于支護(hù)技術(shù)而言，其具體使用得到人們的廣泛關(guān)注。針對煤礦采掘作業(yè)來講，最為重要的就是采掘安全性，現(xiàn)階段在煤礦采掘中最為重要的安保舉措之一就是高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)。通過使用這一技術(shù)實(shí)施煤礦采掘作業(yè)，在一定程度上，能夠確保工作效率，并且還能確保安全性，從而防止安全事故的發(fā)生，減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

2 技術(shù)原理

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)本身屬于一種新興的技術(shù)，在煤礦采煤方面，是使用支撐土層結(jié)構(gòu)的相關(guān)方法，對挖掘質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到保護(hù)巖壁與巷壁的作用。在煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)的應(yīng)用原理是基于對煤礦巷道情況的分析，通過改變懸吊原理的利用形式，發(fā)揮主動支護(hù)方式的價(jià)值，來增強(qiáng)對巷道的保護(hù)效果。具體而言，懸吊原理的利用是以錨桿為核心，通過改變錨桿的長度、直徑與支護(hù)力度來調(diào)整錨桿的支護(hù)承載力以及錨固定理;在標(biāo)準(zhǔn)錨桿間排距的作用下，以巷道支護(hù)強(qiáng)度為基礎(chǔ)，選擇合理的支護(hù)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對巷道各方向預(yù)應(yīng)力的傳遞，在抵消載荷垂直應(yīng)力的過程中，減少巷道巖壁出現(xiàn)變形的概率。通常情況下，高強(qiáng)支護(hù)的位置處于巷道的頂部，其可以主動支護(hù)進(jìn)行預(yù)應(yīng)力的承載，從而加固巷道;而且利用聯(lián)合支護(hù)方法，可以將巷道內(nèi)出現(xiàn)的部分變形量進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而增強(qiáng)巷道的安全性[1]。

3 技術(shù)運(yùn)用

3.1 噴射混凝土支護(hù)

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在采煤掘進(jìn)中的運(yùn)用，技術(shù)首要環(huán)節(jié)的運(yùn)用，是實(shí)行超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)，它主要是在礦井巷道圍巖墻壁周圍進(jìn)行加固，以起到結(jié)構(gòu)支撐的作用。當(dāng)前應(yīng)用種類最多的是干式噴射類和砂漿水泥裹沙噴射類，前者主要是利用水泥、速凝劑、混凝土集中攪拌后進(jìn)行噴射加固。后者是指利用水泥裹砂進(jìn)行噴射，它與混凝土加固之間有著諸多相似之處，都是直接借助水泥原漿進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，以起到支護(hù)體系對主體建設(shè)部分加固的實(shí)踐效果[2]。煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)方法的運(yùn)用，一方面在于結(jié)合開采區(qū)域的基本情況，有序進(jìn)行噴射區(qū)域基本情況的綜合性評估。一方面是從噴射區(qū)域視角上進(jìn)行多重要素環(huán)節(jié)上進(jìn)行對應(yīng)把握，它是煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)實(shí)踐的展示形態(tài)。

3.2 錨桿支護(hù)

錨桿在支護(hù)巷道圍巖的過程中，主要發(fā)揮著加固、連接等作用。關(guān)于連接作用，其主要是指在巖層不穩(wěn)定的情況下，借助和錨桿相連接，而且錨桿最大限度地深入穩(wěn)定巖石，以此達(dá)到穩(wěn)定支護(hù)的目的。對于組合作用而言，則是與錨桿相組合形成的拱、梁模式，支護(hù)并固定厚度相應(yīng)的巖層，防止巖層出現(xiàn)滑移和坍塌的問題。至于加固作用，則是規(guī)律設(shè)計(jì)錨桿群，黏結(jié)巷道周邊的圍巖，通過擠壓支護(hù)的模式構(gòu)成一個(gè)環(huán)形的支護(hù)結(jié)構(gòu)。相比于其他種類的結(jié)構(gòu)支護(hù)存在一定區(qū)別，因?yàn)殄^桿支護(hù)傾向于防御性，所以在實(shí)際應(yīng)用此項(xiàng)技術(shù)時(shí)應(yīng)進(jìn)行充分考慮，依據(jù)形狀、性質(zhì)不同的巷道斷面、巖層等，從而采取合適的模式布置錨桿，與此同時(shí)還需依據(jù)圍巖與巷道的實(shí)際承載情況等科學(xué)設(shè)計(jì)錨桿。另外，錨桿空頂距離應(yīng)控制在1.5m的范圍內(nèi)。

3.3 光爆錨噴網(wǎng)支護(hù)

通常情況下，在煤礦采掘過程中，礦道墻體有很多薄弱環(huán)節(jié)，因此，在具體的采掘中，通過錨桿所具備的強(qiáng)度與起拱作用，在一定程度上，能夠確保薄弱環(huán)節(jié)的強(qiáng)度，進(jìn)而確保其抗減強(qiáng)度。另外，在深層礦井的巷道中，通過加固拱結(jié)構(gòu)的設(shè)置，能保障它的穩(wěn)定，并且減小礦頂?shù)乃蓜雍妥冃?，為煤礦采掘工作帶來安全保障[3]。第一，以光爆錨噴網(wǎng)的支護(hù)技術(shù)為例，在使用這項(xiàng)技術(shù)的過程中，它自身的作用和價(jià)值可以很明顯的發(fā)揮出來，例如，懸吊錨桿的作用，經(jīng)過錨桿的懸吊，可以把快要掉落的圍巖進(jìn)行加固，這就給這些圍巖提供了一定支撐并且承擔(dān)了圍巖的重量和載荷力。第二，這項(xiàng)技術(shù)有補(bǔ)強(qiáng)的作用，一般情況下，依據(jù)實(shí)際的情況將錨桿設(shè)置在巷道的四周，由此可以在一定程度上保障它的拉力和承壓力。最終，使用這項(xiàng)技術(shù)的時(shí)候，要在層狀巖處對其進(jìn)行組合梁錨桿的支護(hù)，進(jìn)一步保證錨固和薄層巖的有機(jī)結(jié)合。梁結(jié)構(gòu)的構(gòu)成，可以確保它的承重能力，并將工作效率進(jìn)一步的提高。

3.4 聯(lián)合支護(hù)

聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在煤礦采煤掘進(jìn)工作中具有較為廣泛的應(yīng)用范圍，其以具有可縮性支架的U型剛為基礎(chǔ)，結(jié)合錨背支護(hù)等方式，形成了超高強(qiáng)度的聯(lián)合支護(hù)體。聯(lián)合支護(hù)技術(shù)的利用，可以有效彌補(bǔ)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)的不足，通過較低的成本和較高的支護(hù)強(qiáng)度，有效規(guī)避了礦井巷道出現(xiàn)變形或者松動的結(jié)果。具體而言，以錨梁網(wǎng)聯(lián)合支護(hù)技術(shù)為例，其是以光面爆破技術(shù)為主要的煤礦采煤掘進(jìn)手段，通過初噴、打錨孔等前期準(zhǔn)備，完成對錨桿、鋼梁以及鋼絲網(wǎng)等材料的支護(hù)安全;此后，通過混凝土噴射再次加固錨梁網(wǎng)，增強(qiáng)支護(hù)效果。由此可見，聯(lián)合支護(hù)技術(shù)在某種程度上，實(shí)現(xiàn)了噴射混凝土支護(hù)技術(shù)與其他技術(shù)手段的融合，通過利用混凝土、鋼筋網(wǎng)以及木材等材料，聯(lián)合U型可縮性支架，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部支部與外部支護(hù)的充分融合，從而進(jìn)一步提高了煤礦礦井巷道的支護(hù)安全性，創(chuàng)造了穩(wěn)定的采煤環(huán)境。

4 結(jié)束語

綜上所述，在采煤掘進(jìn)中使用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行作業(yè)，可以給煤礦挖掘工作創(chuàng)造安全而穩(wěn)定的工作環(huán)境，為企業(yè)帶來更多的利益[8]。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)本身在對復(fù)雜的煤礦環(huán)境結(jié)構(gòu)支持、穩(wěn)定煤礦土層圍巖出現(xiàn)的形變等問題上，有著積極而突出的作用，可以有效降低煤礦開采的難度，提升采礦工作的安全性，使得煤礦企業(yè)進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)展，為采煤掘進(jìn)過程提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障。

參考文獻(xiàn)

[1] 蔣傳田.煤炭采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2018，34（6）：153-154.

[2] 喬木.采礦工程巷道掘進(jìn)及支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用探究[J].中國金屬通報(bào)，2018（5）：59-61.

[3] 蔣傳田.煤炭采礦工程巷道掘進(jìn)和支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析[J].中小企業(yè)管理與科技（下旬刊），2018（6）：158-159.