采煤掘進中高強支護技術的應用

＊齊 英

（陽煤一礦 山西 045000）

近年來我國在經(jīng)濟、政治發(fā)展上有了很大成就，由于日益增長的煤礦需求來滿足人們對其使用量的快速提升，我國有關部門對其技術進行了相關開發(fā)，可以在一定程度上加大對煤礦開采的力度及深度，由此以來也大大增加了相關煤礦開采風險，為了能夠在開采的過程中保障開采人員及施工整體的安全，高強支護就應運而生，其本質(zhì)是為了保證開采安全，實際上就是為了能夠促進我國煤礦開采方面的進步并且保障煤礦開采行業(yè)的順利進行及發(fā)展，所以這次我們將以煤礦開采中高強支護技術的相關應用進行探究，從多個方面進行詳細解讀。

1.有關高強支護的相關內(nèi)容分析

(1)高強支護的概論分析

應用好高強支護技術會對煤礦開采產(chǎn)生很多有益的作用，正因如此將其研究透徹將更加有利于我國煤礦開采行業(yè)的發(fā)展，那么什么是高強支護技術呢？

圖1 煤礦開采掘進過程中的高強支護應用斷層圖（mm）

高強支護技術本質(zhì)上是一種安全防護技術，其主要作用在于保護施工及工程安全，在以往的煤礦開采行業(yè)中無論是開采力度、深度、強度都相對較低，因此對于安全方面的防護力度、重視程度都不高，但隨著近年來我國對于煤礦的使用量、人們對其的需求量而言應該在開采力度方面大大加強，隨之而來的是對安全的重視程度增加，為了能夠在煤礦開采方面大幅度提升安全系數(shù)，我國針對煤礦開采過程中掘進方面提出了有關支護方面的增強意見以及相關的強度提升策略，以此來加強對開采過程中的開采環(huán)境比如土層、巷道等的安全穩(wěn)定以及牢固程度，該支護技術還可以通過不同難度環(huán)境決定其應用的主要方式及模式。

采煤掘進中的高強支護也分為很多個方面，我們從難度、深度、施工材料的要求等方面進行有關高強支護技術的分析。首先，在開采深度方面，一般來說我國的煤礦處于相對危險的地區(qū)，其所在的地勢相對險峻，因此當開采力度加大時極有可能影響到周圍的土層，進而造成塌方、地陷的現(xiàn)象發(fā)生，支護技術可以穩(wěn)定周圍土層，但是隨著深度的加大就需要有高強支護進行穩(wěn)定、牢固土層；其次，在施工難度方面，一是勞動強度，二是施工技術難度，高強支護的勞動強度相對較小，可以有效保證施工人員的體力進而加快開采速度和力度，施工技術難度低，主要是由于該技術本身操作起來相對比較容易，因此無論是應用力度還是強度大概率不會影響到周圍的山體或地質(zhì)結構，進而就不會造成很多事故的發(fā)生；第三，在技術施工所需材料方面，煤礦開采也屬于工程施工的一部分，也需要一些工程材料，高強支護雖然在掘進過程中加強了支護的強度，但是并沒有刻意要求材料，反而降低了對材料的要求進而不只是方便了該技術的進行與應用，在采用新型材料的同時降低了用料成本、提升了支護安全系數(shù)，同時這也與施工人員的勞動強度有著很大的關聯(lián)。除此之外，巷道作為掘進技術過程中的一個重要施工環(huán)境之一，對其進行支護的強度應該更大，在該技術的作用下使得其強度、穩(wěn)定程度增加，進而就減少了維修次數(shù)、降低了相關維修成本，隨之高強支護也為采煤掘進帶來了很大的經(jīng)濟效益。

在我國科學技術的快速發(fā)展下，許多先進科技的加入也給我們的高強支護技術帶來了很多有利之處，傳感器被應用其中，在數(shù)據(jù)測量、收集上都有很大的幫助。

(2)高強支護技術的主要原理分析

當前在我國煤礦開采工程中經(jīng)常應用到高強支護技術，但一般來說常應用于煤礦的巷道中，在巷道中一般在最高處安放相關的高強支護措施，通過高強支護措施提升預應力，該技術本身的特征就在于有很強的抗變形、抗壓特性，在加固山體、土層穩(wěn)定程度的同時加強了各支護措施之間的傳導力進而使得煤礦結構穩(wěn)固，另一方面在應力的傳導下將部分垂直應力消去，以此來提升山巖的強度以及防止其變形以達到安全要求并提升其安全系數(shù)。

2.關于采煤掘進中高強支護技術的相關應用分析

在高強支護應用于我國采煤掘進工程時帶來了很多積極作用，當前關于其應用于煤礦開采中的錨注、錨桿、巷道等環(huán)節(jié)中，對于該技術的應用我們也將從幾個方面進行詳細分析。

(1)在采煤掘進中的錨桿支護技術應用分析

在我國煤礦開采環(huán)節(jié)中，通過高強支護的原理分析出該技術可以有效提升該工程內(nèi)部的結構穩(wěn)定性，原理中講述其通過應力的提升來完成，錨桿作為整個工程中的重要一部分，是通過噴漿、U型鋼組成了一個共同的體系并且形成了一組“錨、注、架”的支護，以此提升山體的穩(wěn)固程度并能夠增加煤礦開采的深度且加大開采力度并不會影響到工程環(huán)境。當前西方有許多國家已經(jīng)將這種技術應用的很好了，比如德國在該技術的應用下已經(jīng)成為了全球煤礦開采深度最深的國家，該國家也有一些特殊的巖石結構，也在該結構作用下使得應力增加、牢固程度增加。對于我國增加錨桿支護技術的主要策略，可以將本身具有伸展功能的錨桿用與高強度支護技術的應用中，錨桿的延伸可用于有效地抑制道路周圍巖壁的變形，在圍繞道路的巖壁的初始變形階段期間，煤礦人員可以延伸錨桿體以改善錨桿阻力，進而在采煤過程中保持支護的伸長和道路變形且有效地解決問題。

(2)在采煤掘進中的錨注支護技術應用分析

錨注支護作為錨桿與注漿相結合的支護方式，可以穩(wěn)定圍巖，主要機理為，針對錨注過程而言，采用注漿的方式將圍巖內(nèi)的裂縫封堵，減少風化對巖石的影響，降低水浸對圍巖的軟化，另外，還將松散的圍巖膠結黏合，加固巖體，并且配合錨噴支護改善支護結構，形成更加牢固的支護體系,從而大大增強支護結構抗承載能力。針對注漿加固后的支護，可以改變圍巖及應力分布，大大減少支護拉應力，從而加強支護體系。錨注支護方案中巷道支護一般先選擇標準規(guī)格的高強度螺紋鋼錨桿和注漿錨桿，將水泥注漿標桿一定的排距置于頂板和兩側，常用的注漿標桿液為一定比例的硅酸鹽水泥和石灰石，注漿時按照一定的壓力進行噴射。在混凝土噴射過程中，控制噴射強度，注意分兩次噴射針對錨索設定，可以延著巷道頂板加裝合適的預應力錨索，注意選擇合適的距離，并且噴射錨固劑。特別是優(yōu)化錨注支護設計，布置觀測點觀察巷道錨注段和未錨注段巷道施工情況，控制加固工程，減少收斂變形量，保證支護達到理想效果，注意控制未錨注段圍巖變形隨著時間關系，長時間監(jiān)測巷道狀況。在噴射過后形成的噴涂層隨著時間的推移也會下落，因此也會造成相關破壞行為，所以這也是不可忽視的問題之一，應當及時改善，如圖2。

圖2 涂層掉落后的巷道破壞形式圖

(3)在采煤掘進中高強支護的后期工作監(jiān)測與檢查

在我國經(jīng)濟快速發(fā)展的前提下人們的生活水平逐漸增加，對于煤炭的使用量也在日益提升，為了能夠滿足使用需求，擺脫供不應求的現(xiàn)象需要加大開采力度與強度，這樣一來就會增加安全風險而高強支護在根本上保證了施工安全，通過穩(wěn)定周圍山體、巖石等環(huán)境，在防止變形的前提下對采煤掘進巷道進行相關技術的應用已經(jīng)為我國煤礦開采業(yè)帶來了很大的便利，但是也并不能忽視掉該技術應用后的相關監(jiān)測事項，比如監(jiān)測、收集數(shù)據(jù)，定期查看支護狀況，后期監(jiān)測相關環(huán)境變化，所以在后期應用中需要工作人員的定期檢查與監(jiān)測，并對已經(jīng)出現(xiàn)問題的支護措施進行必要的維修，以確保煤礦開采及施工人員的安全；另外，潛在的問題也是出現(xiàn)問題的關鍵，在確定潛在問題后就要盡早解決掉。

3.結束語

在煤炭開采業(yè)的快速發(fā)展下，還需要我國及世界做出更多有利于其發(fā)展的研究，高強支護是為了維護安全才應運而生的，在此作用下無論是山體結構還是圍巖都進一步增加了牢固程度，除了應用這些必要的高強支護措施以外還需要做出緊急預案等，其共同目標都是保障人員安全以及財產(chǎn)安全。