煤礦采煤掘進(jìn)中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

陳自新(寧夏煤業(yè)有限責(zé)任公司綜掘服務(wù)分公司，寧夏 銀川 750001)

0 引言

我國(guó)現(xiàn)階段煤礦開(kāi)采主要是深部開(kāi)采，在此種狀況下進(jìn)行開(kāi)采有著較大的難度，會(huì)不同程度增加開(kāi)采的成本，且在具體開(kāi)采過(guò)程中再使用比較傳統(tǒng)的支護(hù)方式會(huì)嚴(yán)重影響開(kāi)采的效率以及安全性，尤其是在進(jìn)行掘進(jìn)的過(guò)程中，在此種狀況下使用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)對(duì)于深部開(kāi)采來(lái)講有著非常重要的作用，不僅能夠很好地保證開(kāi)采的效率，還能夠保障開(kāi)采過(guò)程中的安全。

1 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)概述

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)主要是在進(jìn)行深層煤礦開(kāi)采的過(guò)程中，對(duì)整個(gè)巷道進(jìn)行掘進(jìn)支護(hù)，其能夠較好地解決巷道復(fù)雜環(huán)境下的不安全性，且還能夠有效地克服支護(hù)結(jié)構(gòu)特殊的問(wèn)題，使得整個(gè)開(kāi)采更加高效和安全。對(duì)于高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)來(lái)講，在具體操作的過(guò)程中需要做的工作：第一，在還沒(méi)進(jìn)行正式開(kāi)挖前，相關(guān)的工作人員要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行詳細(xì)地勘察，并制定科學(xué)合理的施工方案，與此同時(shí)，為了能夠更加有效地對(duì)掘進(jìn)坍塌問(wèn)題進(jìn)行解決，需要在特定的位置有效安裝相關(guān)的預(yù)警裝置；第二，對(duì)高強(qiáng)支護(hù)過(guò)程中所使用的裝置的進(jìn)行測(cè)定，保證其承壓強(qiáng)度符合要求，同時(shí)還要留一定的可調(diào)節(jié)空間，以便于后期對(duì)巷道的強(qiáng)度進(jìn)行再次加強(qiáng)。且在對(duì)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行使用時(shí)，還要根據(jù)相關(guān)的使用特點(diǎn)對(duì)操控的方式進(jìn)行優(yōu)化，以便于整個(gè)巷道能夠更加穩(wěn)定和安全。

2 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

就當(dāng)前狀況來(lái)看，在煤礦開(kāi)采掘進(jìn)時(shí)使用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)有著非常好的效果，但是由于高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)實(shí)際使用時(shí)間較短的原因，在具體使用過(guò)程中其實(shí)還存在很多的問(wèn)題，以至于高強(qiáng)支護(hù)使用還沒(méi)有得到廣泛推廣。對(duì)于應(yīng)力較高的巷道來(lái)講，在進(jìn)行掘進(jìn)的過(guò)程中會(huì)受到很多因素的影響，從而導(dǎo)致巷道的頂部出現(xiàn)不同程度的形變，在此過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)收縮形變的狀況發(fā)生，在此種狀況下對(duì)于掘進(jìn)施工是非常不利的，容易在掘進(jìn)過(guò)程中發(fā)生諸多的不安全事故，給施工人員的生命安全帶來(lái)威脅，同時(shí)還會(huì)給相關(guān)企業(yè)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)損失，不同程度的影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，除此之外此項(xiàng)技術(shù)的使用過(guò)程中對(duì)于檢測(cè)機(jī)制方面的構(gòu)建和落實(shí)也存在一定的問(wèn)題。

在對(duì)沿空巷道進(jìn)行挖掘的過(guò)程中，需要嚴(yán)格使用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，來(lái)對(duì)巷道進(jìn)行進(jìn)一步的加固，能夠使得巷道更加安全。同時(shí)在進(jìn)行回采作業(yè)時(shí)，如果沒(méi)有對(duì)巷道進(jìn)行加固，會(huì)使得巷道出現(xiàn)不同程度的變形，斷裂面的收縮也會(huì)一直加強(qiáng)，對(duì)整體開(kāi)采的進(jìn)度有著很大程度的影響，甚至還會(huì)出現(xiàn)諸多的不安全事故，從而使得施工人員在具體施工過(guò)程中的安全得不到保障，給煤炭企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，使得企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益下降。

目前，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的使用過(guò)程中由于檢測(cè)機(jī)制制定以及落實(shí)方面還存在很多的不足，所以相關(guān)的工作人員一定要對(duì)此方面采取措施，增加對(duì)此的重視程度，以便于在進(jìn)行采煤掘進(jìn)過(guò)程中，對(duì)相關(guān)的監(jiān)測(cè)機(jī)制進(jìn)行落實(shí)，使其作用能夠得到最大發(fā)揮，且為研發(fā)其他技術(shù)提供一定的參考，使得采煤掘進(jìn)工作能夠安全穩(wěn)定地進(jìn)行，給相關(guān)煤炭企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3 煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用類(lèi)型

3.1 噴射混凝土支護(hù)技術(shù)

在煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程中使用噴射混凝土支護(hù)技術(shù)能夠進(jìn)一步的對(duì)支護(hù)強(qiáng)度進(jìn)行加強(qiáng)，其主要的原理是對(duì)多種混凝土進(jìn)行利用，從而增加巷道支護(hù)的強(qiáng)度，使得支護(hù)的效果得到加強(qiáng)。在具體使用過(guò)程中，被使用比較廣泛的噴射混凝土支護(hù)的方式主要有三種，分別為濕式噴射混凝土、干式噴射混凝土以及水泥裹沙噴射混凝土。此三種方式都是使用相關(guān)的機(jī)械設(shè)備以及人工操作的方式拌合一定比例的水泥、混凝土、速凝劑，在巷道內(nèi)需要支護(hù)的位置進(jìn)行墻壁噴射，從而形成高強(qiáng)度的支護(hù)體。其中水泥裹砂漿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)是近幾年才有的新型支護(hù)方式，其使用原理主要是采用水泥對(duì)砂礫進(jìn)行包裹，再使用泵送的方式把配制好的混合料從噴射嘴噴出，從而形成高強(qiáng)度的支護(hù)體。

例如：相關(guān)煤礦在進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，為了適應(yīng)當(dāng)前的環(huán)境，在掘進(jìn)過(guò)程中就使用了高強(qiáng)支護(hù)的方式，且在操作過(guò)程需要注意以下4點(diǎn)：(1)參與掘進(jìn)的施工人員需要做好前期的勘察，以保證此支護(hù)技術(shù)的使用能夠在此巷道中發(fā)揮出最大的作用，在支護(hù)技術(shù)具體使用的過(guò)程中需要對(duì)周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行及時(shí)且客觀的分析，對(duì)巷道中容易坍塌的部位標(biāo)注出來(lái)，在進(jìn)行實(shí)際支護(hù)的過(guò)程根據(jù)實(shí)際的狀況采用不用的支護(hù)方式；(2)根據(jù)容易出現(xiàn)坍塌的區(qū)域做好相對(duì)應(yīng)的防護(hù)，在這些區(qū)域通常會(huì)采用干式噴射混凝土加固的方式，此方式具有更好的穩(wěn)定性，且還要在這些區(qū)域中安裝煤炭防護(hù)開(kāi)采結(jié)構(gòu)體系，避免安全隱患的發(fā)生，時(shí)刻做好相關(guān)的準(zhǔn)備工作；(3)對(duì)于具有坍塌危險(xiǎn)的區(qū)域，但是又有較高的穩(wěn)定性，可以使用水泥裹砂噴射的方式進(jìn)行輔助性的支護(hù)；(4)合理的使用空氣壓縮以及泵送的方法，對(duì)支護(hù)輔助區(qū)域做好進(jìn)一步加固，并合理地對(duì)相關(guān)的要點(diǎn)做進(jìn)一步優(yōu)化和完善。

3.2 光爆錨噴支護(hù)技術(shù)

在煤礦采煤掘進(jìn)的過(guò)程中主要使用的支護(hù)方式是光爆錨噴支護(hù)，此種支護(hù)技術(shù)在使用過(guò)程中需要嚴(yán)格注意的是對(duì)于相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，其中主要包含耦合系數(shù)、炸藥用量、最小抵抗線(xiàn)、裝藥實(shí)際結(jié)構(gòu)以及炮孔間距數(shù)值等。在具體使用時(shí)只有把這些參數(shù)進(jìn)行合理的設(shè)置，才能都保證支護(hù)的效用發(fā)揮到最大，更好地保證掘進(jìn)工作的穩(wěn)定性和安全性。

相關(guān)煤礦在進(jìn)行開(kāi)采時(shí)，掘進(jìn)過(guò)程中使用了高強(qiáng)支護(hù)的方式，且在操作過(guò)程需要注意以下4點(diǎn)：(1)在具體施工之前，需要根據(jù)實(shí)際狀況做好相關(guān)工作的安排，其中主要需對(duì)礦井周?chē)约敖ㄔO(shè)巖石的方位進(jìn)行確定，然后再根據(jù)實(shí)際狀況有針對(duì)性的對(duì)巷道的相關(guān)部位進(jìn)行強(qiáng)化，使得圍巖基層的穩(wěn)定性和安全性更高；(2)在需要進(jìn)行加固的地方使用錨桿進(jìn)行防護(hù)，并合理的使用相關(guān)的支護(hù)體系對(duì)相關(guān)部位做進(jìn)一步的加固支撐；(3)不斷地優(yōu)化和完善圍巖區(qū)域的載荷，進(jìn)行加固，使用外部支護(hù)的力量來(lái)對(duì)煤礦巷道中的重力和應(yīng)力進(jìn)行控制，以保證巷道中整體的環(huán)境是穩(wěn)定且安全的；(4)使用光爆錨桿技術(shù)對(duì)梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合，從而有效地對(duì)薄巖層與錨固部分的穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行提高，保證整個(gè)巷道有足夠的承載力。

3.3 聯(lián)合支護(hù)技術(shù)

在煤礦采煤掘進(jìn)的過(guò)程中聯(lián)合支護(hù)技術(shù)已經(jīng)逐漸被廣泛使用，其主要的優(yōu)勢(shì)是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，且具有很高的支護(hù)強(qiáng)度，比較低的施工成本，有效規(guī)避了礦井巷道出現(xiàn)變形或者松動(dòng)的結(jié)果?？偟膩?lái)講，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(guò)初噴、打錨孔等前期準(zhǔn)備，完成對(duì)錨桿、鋼梁以及鋼絲網(wǎng)等材料的支護(hù)安全。此后，通過(guò)混凝土噴射再次加固錨梁網(wǎng)，增強(qiáng)支護(hù)效果。

例如：在掘進(jìn)過(guò)程中應(yīng)用該高強(qiáng)支護(hù)的方式時(shí)操作過(guò)程需要注意以下兩點(diǎn)：(1)相關(guān)企業(yè)在對(duì)高強(qiáng)支護(hù)體系進(jìn)行具體使用過(guò)程中，需要根據(jù)實(shí)際的狀況嚴(yán)格的按照規(guī)定的步驟流程進(jìn)行施工操作，同時(shí)還需要在施工時(shí)對(duì)根據(jù)施工的狀況對(duì)相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行完善和優(yōu)化；(2)結(jié)合實(shí)際的煤礦開(kāi)采，形成一個(gè)具有層次化的監(jiān)管體系，其中主要包含的有宏觀層面的負(fù)責(zé)安排，施工過(guò)程中具體施工方案的規(guī)劃，以及各種影響因素的具體調(diào)節(jié)。

4 煤礦采煤掘進(jìn)工作高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用

4.1 巷道主動(dòng)支護(hù)

在對(duì)煤礦進(jìn)行深層開(kāi)采的過(guò)程中，使用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，其主要需借助巷道圍巖本身的承載力對(duì)巖體的預(yù)應(yīng)力進(jìn)行提升，以保證巷道有更高效的自主支護(hù)的能力，使開(kāi)采掘進(jìn)的過(guò)程中更加安全和穩(wěn)定。

4.2 施工前現(xiàn)場(chǎng)考察

相關(guān)人員在需要在還沒(méi)有進(jìn)行煤礦開(kāi)采之前就對(duì)煤礦周?chē)沫h(huán)境進(jìn)行仔細(xì)地勘察，從中得到有效的數(shù)據(jù)，分析出在具體開(kāi)采過(guò)程中需要的相關(guān)條件，從而對(duì)開(kāi)采的難度進(jìn)行綜合評(píng)估，選擇更加適合當(dāng)前煤礦開(kāi)采的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，并對(duì)支護(hù)的計(jì)劃方案進(jìn)行科學(xué)合理地制定，使得整個(gè)煤礦開(kāi)采工程更加安全，效率更高。

4.3 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用

在實(shí)際開(kāi)采的過(guò)程中，可以根據(jù)巷道的實(shí)際狀況選擇合適的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，必要時(shí)可以把多種技術(shù)進(jìn)行有效地聯(lián)合，從更多方面對(duì)巷道的穩(wěn)定性和安全性進(jìn)行提升，使得相關(guān)工作人員在具體工作過(guò)程中更加安全。

5 結(jié)語(yǔ)

總的來(lái)講，在當(dāng)前深層煤礦開(kāi)采過(guò)程中，有效使用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)有著很重要的作用，能夠提升煤礦開(kāi)采安全穩(wěn)定性的同時(shí)，還能提升施工的效率，增強(qiáng)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此對(duì)于煤炭企業(yè)來(lái)講，需要對(duì)此種技術(shù)的應(yīng)用更加重視，同時(shí)依據(jù)具體的狀況建立合理科學(xué)的施工方案，保證開(kāi)采能夠順利地完成。除此之外，還需要相關(guān)的工作人員在施工過(guò)程中嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)定，希望通過(guò)本文的探討能夠給相關(guān)人員帶來(lái)一些幫助。