煤礦采掘中的高強(qiáng)支護(hù)方案分析

姚曉峰

摘要：巷道支護(hù)是巷道持續(xù)有效使用的前提，確保支護(hù)的有效性對(duì)于確保整個(gè)礦井生產(chǎn)安全至關(guān)重要。特別是對(duì)于一些新建礦井而言，初期巷道支護(hù) 方案的設(shè)計(jì)往往難以貼合巷道圍巖控制實(shí)際需求，導(dǎo)致巷道使用過(guò)程中出現(xiàn)圍巖變形，影響巷道的正常使用。鑒于此，充分結(jié)合礦井生產(chǎn)實(shí)際，對(duì)原有支 護(hù)方式進(jìn)行優(yōu)化改良，探究總結(jié)應(yīng)用效果良好的采掘高強(qiáng)度支護(hù)方案。

關(guān)鍵詞：煤礦采掘;高強(qiáng)支護(hù);方案

1 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)含義

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)是指組合使用錨桿、錨索、鋼絲網(wǎng)、鋼帶以及噴砼等支 護(hù)技術(shù)中的兩種或幾種進(jìn)行支護(hù)，廣泛應(yīng)用在一些地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，并且具 備頂軟、底軟以及煤層軟等的特性的煤礦開(kāi)采地區(qū)，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜地區(qū) 使用得較多，因?yàn)檫@些地區(qū)對(duì)于掘進(jìn)控制頂板以及兩幫變形有著較高的要 求。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)充分利用了支護(hù)原理，確保周?chē)鷰r石與巷道本身的穩(wěn)定 性，發(fā)揮出應(yīng)有的承載力，有效地控制巷道圍巖的變形。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)是 一種安全性高、成本低、支護(hù)效果好的煤礦采掘所使用的技術(shù)。

2 煤礦巷道高強(qiáng)支護(hù)的原理分析

在采掘過(guò)程中使用高強(qiáng)支護(hù)時(shí)，需要根據(jù)煤礦的具體條件來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。高強(qiáng)支護(hù)作用的發(fā)揮首先是要提高巷道周?chē)鷰r石的預(yù)應(yīng)力，然后根據(jù)實(shí)際?情況，通過(guò)預(yù)防性支護(hù)來(lái)達(dá)到高強(qiáng)支護(hù)的目的。正常情況下，需要從錨桿?的長(zhǎng)度、直徑入手，依據(jù)懸吊理論開(kāi)展相應(yīng)的支護(hù)工作。錨桿長(zhǎng)度的設(shè)計(jì)?主要依據(jù)錨桿直徑。而錨桿的直徑主要取決于錨桿所承載的負(fù)荷和錨固定?力。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用隨煤礦開(kāi)采實(shí)際條件和巷道條件的變化而變化。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)主要的應(yīng)用領(lǐng)域是巷道的頂部，目的是提高巷道頂部的抗壓?能力。在預(yù)應(yīng)力較大的條件下，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)還可以形成預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，在?發(fā)生變形的條件下，可以通過(guò)擠壓外部結(jié)構(gòu)的方式來(lái)達(dá)到保證其自身穩(wěn)定?性的目的。

3 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在煤礦采掘工作中的應(yīng)用

3.1 在預(yù)破碎煤層中的應(yīng)用

在煤礦采掘的過(guò)程中，特別是對(duì)深層煤礦的采掘工作而言，穿孔爆破?是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。在進(jìn)行穿孔爆破的過(guò)程中，深層煤礦上部的巖層?以及巷道等都難免會(huì)受到破壞，這樣就會(huì)對(duì)后續(xù)的煤炭開(kāi)采工作帶來(lái)影響。所以需要借助高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)對(duì)預(yù)破碎的煤層進(jìn)行支護(hù)，這樣做的目的就在?于減少穿孔爆破對(duì)煤層的破壞，避免發(fā)生爆破事故，有效保證煤礦采掘工?作的順利進(jìn)行。在進(jìn)行穿孔爆破的過(guò)程中，因?yàn)槭艿奖茮_擊的影響，采?煤點(diǎn)附近的巖層會(huì)遭受不同程度的破壞作用，如果在爆破前巖層就已經(jīng)出?現(xiàn)了松動(dòng)的跡象，那么爆破將會(huì)產(chǎn)生更加嚴(yán)重的影響。所以在進(jìn)行爆破之?前先對(duì)巖層進(jìn)行支護(hù)和加固是非常必要的，這樣能夠增強(qiáng)巖層的穩(wěn)定性，提升巖層對(duì)外界因素的承受能力，有效避免出現(xiàn)意料之外的垮塌事件。

3.2 在煤礦采掘作業(yè)中的應(yīng)用

在深層煤礦的采掘工作中，離不開(kāi)巷道的支持，只有切實(shí)保障巷道的 安全性和穩(wěn)定性，深層煤礦的采掘作業(yè)才能夠安全高效地進(jìn)行。借助高強(qiáng) 支護(hù)技術(shù)，巷道所承受的壓力能夠通過(guò)錨梁來(lái)有效分化出去，巷道的承載 能力也就相對(duì)得到了加強(qiáng)。為了防止在作業(yè)的過(guò)程中出現(xiàn)頂板事故，應(yīng)該 借助液壓支架在煤層和巖層之間構(gòu)造一個(gè)隔離帶，這樣能夠有效防止頂板 出現(xiàn)下沉的現(xiàn)象，保證頂板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。而且高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)具有很好的隱 蔽性，通過(guò)對(duì)錨桿等支護(hù)構(gòu)件進(jìn)行科學(xué)合理的布局，巷道掘進(jìn)的質(zhì)量就能 夠得到有效的保障。此外，在應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的過(guò)程中，工作人員要加 強(qiáng)對(duì)支護(hù)效果的檢驗(yàn)，注重改進(jìn)頂板支護(hù)的管理工作，為深層煤礦的采掘 工作創(chuàng)造一個(gè)安全可靠的作業(yè)環(huán)境。

3.3 在軟巖巷道中的應(yīng)用分析

在煤礦采掘作業(yè)中，軟巖巷道始終是工作展開(kāi)的難點(diǎn)。需要工作人員?對(duì)軟巖結(jié)構(gòu)的支護(hù)進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)化，以此減少安全事故的發(fā)生。從軟巖?巷道的特性來(lái)看，穩(wěn)定性是比較差的，在一定程度上容易加劇巷道的變形。因此，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的使用是一種必然選擇，能夠進(jìn)一步減少頂板事故的?發(fā)生概率，保障軟巖巷道結(jié)構(gòu)的開(kāi)采安全。此外，在具體的工作中，工作?人員要結(jié)合軟巖巷道結(jié)構(gòu)的實(shí)際情況，制定科學(xué)、合理的頂板支護(hù)管理制?度。以此來(lái)促進(jìn)井下采掘作業(yè)的高效性，把控好質(zhì)量關(guān)，并針對(duì)支護(hù)作業(yè)?所使用的設(shè)備進(jìn)行更為嚴(yán)格的管理，確保管理制度能夠滿(mǎn)足實(shí)際的頂板安全需求。一般情況下認(rèn)為，支護(hù)設(shè)備的管理可以從設(shè)備的整齊、質(zhì)量、穩(wěn) 固三個(gè)方面入手，對(duì)設(shè)備的好壞進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。同時(shí)，企業(yè)技術(shù)人員還要 做好設(shè)備的定期維護(hù)工作，針對(duì)設(shè)備的故障及時(shí)發(fā)現(xiàn)、及時(shí)處理，從設(shè)備 角度出發(fā)，進(jìn)一步提高支護(hù)作業(yè)的效率和質(zhì)量，充分保障井下開(kāi)采人員的 安全。

4 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

4.1 完善作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的勘察工作，因地制宜地制定科學(xué)、合理的作業(yè)方案

在進(jìn)行煤礦采掘的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用時(shí)，工作人員要做好具體情況的 把控。要從具體情況出發(fā)，因地制宜地制定科學(xué)、合理的作業(yè)方案。我國(guó) 幅員遼闊，不同地區(qū)的地質(zhì)條件往往會(huì)呈現(xiàn)出較大的差異，而在這一差異 下，煤炭資源的深度也會(huì)出現(xiàn)不同，需要工作人員首先建立力學(xué)模型，合 理安全支護(hù)構(gòu)建，以及分析各項(xiàng)參數(shù)。通過(guò)以上內(nèi)容的完善，為支護(hù)技術(shù) 的實(shí)際展開(kāi)提供有效依據(jù)。

4.2 設(shè)計(jì)因地制宜的方案

我國(guó)地域廣闊，各地區(qū)地質(zhì)條件差異巨大，煤炭資源的深度也不盡相 同。因此，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)在分析現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)因素等方面的 具體情況，建立力學(xué)模型的前提下，因地制宜地進(jìn)行施工方案的設(shè)計(jì)，對(duì) 施工所需的支護(hù)構(gòu)件進(jìn)行合理安排，科學(xué)計(jì)算支護(hù)的各項(xiàng)參數(shù)。此外，通 過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果修正設(shè)計(jì)方案。

4.3 細(xì)致把握支護(hù)過(guò)程

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程，因此需要細(xì)致把握 整個(gè)過(guò)程，使采掘施工快速地實(shí)施。在實(shí)際施工中，通常會(huì)在支護(hù)初期發(fā) 生變形，應(yīng)當(dāng)確保支護(hù)對(duì)周邊巖體的約束力;對(duì)于使用主動(dòng)支護(hù)技術(shù)的情 況，應(yīng)當(dāng)對(duì)巷道錨桿的阻礙進(jìn)行加強(qiáng)，通過(guò)高強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)的延伸桿體，控 制支護(hù)初期的變形;通過(guò)使用錨梁，對(duì)高強(qiáng)支護(hù)進(jìn)行承接及固定的加強(qiáng)，并且分擔(dān)支護(hù)的壓力。

4.4 構(gòu)建監(jiān)測(cè)體系機(jī)制

高強(qiáng)支護(hù)監(jiān)測(cè)體系系統(tǒng)的主要作用是：對(duì)圍巖、支護(hù)構(gòu)件等進(jìn)行信息 采集;通過(guò)分析信息，隨時(shí)了解高強(qiáng)支護(hù)及圍巖的變化情況;以信息為依 據(jù)，改進(jìn)高強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)等。在煤礦采掘的實(shí)際工作中，構(gòu)建相對(duì)完善的監(jiān) 測(cè)體系機(jī)制的重要意義在于：了解巷道圍巖及支護(hù)當(dāng)前實(shí)際狀況，在科學(xué) 分析后能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，針對(duì)性地采取補(bǔ)救措施，從而提高煤礦采 掘工作的安全性。

結(jié)束語(yǔ)

巷道圍巖變形是煤礦井下回采作業(yè)中不可避免的問(wèn)題，采用有效的支 護(hù)方案實(shí)現(xiàn)對(duì)巷道圍巖變形的控制，是提升礦井生產(chǎn)安全性及綜合效益的 必要舉措。礦井管理者必須高度重視，在生產(chǎn)中積極組織專(zhuān)業(yè)人員，及時(shí) 開(kāi)展針對(duì)性的探究，總結(jié)適應(yīng)性良好的采掘巷道高強(qiáng)度支護(hù)方案，實(shí)現(xiàn)對(duì) 巷道圍巖的有效控制，為礦井生產(chǎn)的持續(xù)有效開(kāi)展提供有效支撐。

參考文獻(xiàn)：

[1]張振國(guó).泥巖頂?shù)装寤夭上锏雷冃翁卣骷爸ёo(hù)技術(shù)[J].山東煤炭科技，2021，39（4）：37-39.

[2]岳鵬飛.馬堡煤礦迎采巷道圍巖綜合控制技術(shù)[J].煤，2021，30（1） ：21-23.

[3]宋清生.三交河礦軟弱復(fù)合頂板巷道支護(hù)技術(shù)應(yīng)用[J].江西煤炭科技，2020（4）：111-114.

[4]王明明.某礦礦井軟巖巷道高強(qiáng)度聯(lián)合支護(hù)創(chuàng)新研究[J].內(nèi)蒙古煤炭 經(jīng)濟(jì)，2020（20）：43-44.

[5]虎鵬.王洼二礦 110507 工作面沿空掘巷窄煤柱合理寬度及支護(hù)設(shè)計(jì) [J].煤，2019，28（10）：19-21.