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

＊王 健

（陽煤二礦 山西 045000）

引言

在工業(yè)化建設(shè)和科學(xué)技術(shù)發(fā)展不斷結(jié)合的大背景下，當(dāng)下各類產(chǎn)業(yè)建設(shè)和群眾生產(chǎn)生活對(duì)于資源開發(fā)的要求相較于以往而言，也有了更加明顯的調(diào)整和轉(zhuǎn)變，除了更加強(qiáng)調(diào)數(shù)量的增長之外，也更加注重質(zhì)量的提升和技術(shù)的進(jìn)步，這種變化也給企業(yè)的發(fā)展提供了更加鮮明的思路。煤炭資源作為我國能源消耗的重要組成部分，在這種情況下也應(yīng)當(dāng)受到更加高度的重視和關(guān)注，采煤企業(yè)必須要持續(xù)性加大采礦深度，只有這樣才能確保產(chǎn)量。但不可否認(rèn)的是，在延伸和拓展的過程中，礦井內(nèi)的低壓也會(huì)增加，圍巖的應(yīng)力會(huì)有所降低，巷道移動(dòng)和變形的現(xiàn)象會(huì)時(shí)有發(fā)生。因此，采煤企業(yè)需要提高對(duì)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的關(guān)注和重視，確保自身掘進(jìn)工作的安全和穩(wěn)定。

1.分析高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的主要內(nèi)容

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)（圖1）能夠?yàn)椴擅汗ぷ魈峁﹫?jiān)實(shí)的安全保障，能夠讓資源的開采質(zhì)量變得更加優(yōu)越，具體來講，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，能夠支撐煤礦的巷道。所以在具體實(shí)踐的時(shí)候，操作人員需要全面分析巷道的數(shù)據(jù)，展開一系列的實(shí)地檢驗(yàn)，并對(duì)收集的信息進(jìn)行判斷和歸類，判斷巷道的實(shí)際情況，制定出科學(xué)且可行的支護(hù)方案，為后續(xù)的實(shí)際操作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?？偟膩碚f，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的主要目的就是為了提高巷道的牢固性和穩(wěn)定性，幫助采煤企業(yè)排除開發(fā)中存在的風(fēng)險(xiǎn)和隱患，即便是發(fā)生了異常情況，操作人員也能夠及時(shí)的撤離現(xiàn)場，縮小危害波及的范圍。與此同時(shí)，操作人員也需要根據(jù)巷道的實(shí)際情況，適當(dāng)延伸錨桿的長度，提高錨桿的承重能力，讓巷道的安全系數(shù)變得更高。當(dāng)高強(qiáng)支護(hù)方案確定之后，操作人員也需要考慮到特殊的情況，如果支護(hù)的承重質(zhì)量小于頂部的質(zhì)量，就需要設(shè)計(jì)自動(dòng)預(yù)應(yīng)力，防止巷道的變形。

圖1 支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

2.分析高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)勢

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)是隨著社會(huì)發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的全新產(chǎn)物，其自身已經(jīng)在煤礦開采中得到了普及和應(yīng)用。我國的煤礦開采環(huán)境本身就較為復(fù)雜，而且也涉及到不同類型的區(qū)域，就一些地質(zhì)環(huán)境惡劣的地區(qū)來講，操作人員會(huì)遇到更多的困難和挑戰(zhàn)，在這種情況下使用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，就可以讓資源的開發(fā)的環(huán)境變得更加安全。首先，當(dāng)開采深度不斷增加的時(shí)候，煤礦采煤掘進(jìn)工作遇到的隱患和風(fēng)險(xiǎn)也就越來越多樣，生產(chǎn)人員的人身安全也會(huì)受到影響，而高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用能夠讓礦井內(nèi)的巖層變得更加穩(wěn)定，巷壁牢固性會(huì)更強(qiáng)。其次，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用成本相對(duì)較低，但取得的效果卻尤為明顯，所以性價(jià)比十分優(yōu)秀。與此同時(shí)，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用所需要的材料質(zhì)量是相對(duì)較輕的，在運(yùn)輸?shù)倪^程中能夠節(jié)省許多不必要的時(shí)間和步驟，操作人員的組裝流程也較為簡捷，所以工作壓力也會(huì)變得更小，這就能夠有效提高資源開采的效率[1]。最后，在高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的引導(dǎo)下，礦井巷道的維護(hù)難度會(huì)變得更小，使用期會(huì)有所延長，能夠降低資源的消耗量，避免產(chǎn)生不必要的浪費(fèi)，為企業(yè)創(chuàng)造更大的生產(chǎn)效益和社會(huì)效益。以上這些都足以說明，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢是尤為明顯的，能夠支撐各種類型的煤礦采煤掘進(jìn)工作。

3.分析高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在煤礦采煤掘進(jìn)工作中的具體應(yīng)用

(1)錨桿支護(hù)技術(shù)

錨桿支護(hù)技術(shù)是煤礦采煤掘進(jìn)工作的重要組成部分，在具體應(yīng)用的過程中要重點(diǎn)把握組合，連接，加固這三個(gè)關(guān)鍵部分。通常來講，巷道的施工會(huì)給原有的巖層結(jié)構(gòu)帶來一定的干擾和破壞，這就降低了巖層的穩(wěn)定性和安全性，為了保證后續(xù)開工的順利，操作人員就需要在穩(wěn)定地層中深入錨桿，讓巷道圍巖結(jié)構(gòu)變得更加牢固。在實(shí)踐的時(shí)候，操作人員應(yīng)當(dāng)盡可能選擇組合錨桿，這樣就可以讓組合拱和組合梁共同存在于巷道內(nèi)，防止冒頂問題（圖2）的產(chǎn)生，當(dāng)施工告一段落之后，操作人員還需要對(duì)全部的錨桿進(jìn)行加固，還要設(shè)置相應(yīng)的錨桿群，構(gòu)建完全封閉的承載結(jié)構(gòu)，這樣可以進(jìn)一步提高支護(hù)的質(zhì)量。相較于液壓支架來講，錨桿支護(hù)更加注重的是防御功能?？偟膩碚f，錨桿支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用具有一定的靈活性和適應(yīng)性，能夠結(jié)合采煤的實(shí)際環(huán)境做出調(diào)整和優(yōu)化，操作人員需要認(rèn)真排查巖層的構(gòu)造，而且還要根據(jù)巷道的使用時(shí)間和圍巖結(jié)構(gòu)應(yīng)力的基本數(shù)據(jù)，改變資料信息，規(guī)劃并合理設(shè)計(jì)錨桿的部署，制定出科學(xué)有效的施工計(jì)劃[2]。由于煤礦開采的周期相對(duì)較長，因此，一旦巷道圍巖出現(xiàn)了分化現(xiàn)象，就必然會(huì)擴(kuò)大巖層的斷層面積，所以操作人員需要保證錨桿能夠達(dá)到1.5m左右的空頂距離，還要做好混凝土的噴射工作，讓圍巖的構(gòu)造變得更加可靠。

圖2 巷道冒頂

(2)超高強(qiáng)噴射混凝土技術(shù)

超高強(qiáng)噴射混凝土技術(shù)（圖3）主要針對(duì)的是深部的巷道，深部巷道所處的地質(zhì)環(huán)境要更為復(fù)雜，而且生產(chǎn)作業(yè)的空間相對(duì)有限，封閉性會(huì)更為突出，周圍的圍巖構(gòu)造會(huì)越發(fā)不穩(wěn)定，會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)變形或者是松動(dòng)的問題。在這種情況下，操作人員就可以利用超高強(qiáng)噴射混凝土技術(shù)，避免上述問題的產(chǎn)生。一般情況下，超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)，包括潮式技術(shù)和濕式技術(shù)兩種類型。這里所說的潮式技術(shù)，需要操作人員把骨料和水泥材料共同攪拌，而且還要輔之以相應(yīng)的水，由此來發(fā)揮出濕潤的功能，當(dāng)這些工作完成之后，操作人員需要結(jié)合壓縮空氣向噴射區(qū)域進(jìn)行推送。而濕式技術(shù)，需要操作人員把水泥材料、骨料和水混合到一起，然后再借助壓縮空氣，在噴射的區(qū)域進(jìn)行推送，同時(shí)也要根據(jù)一定的比重?cái)嚢杷倌齽?，保證操作的快速和精準(zhǔn)。以上這些也足以說明，超強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)能夠讓礦井的巷道巖石承載性能變得更加優(yōu)越，強(qiáng)化原有結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，為后續(xù)的操作奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

圖3 超高強(qiáng)噴射混凝土技術(shù)

(3)聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)

通常意義上所說的聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，重點(diǎn)應(yīng)用在噴射混凝土支護(hù)構(gòu)造功能退化的時(shí)候，此時(shí)的支護(hù)構(gòu)造，依然不能完全保證深部巷道的完整性，有可能出現(xiàn)變形或者是流動(dòng)的問題。在具體應(yīng)用的時(shí)候，操作人員需要使用U型鋼可伸縮支架。在這其中，U型鋼可伸縮支架能夠有效適應(yīng)巷道的具體情況，根據(jù)巷道的變形進(jìn)行調(diào)整，并控制煤層構(gòu)造的側(cè)向變形，兼顧到巷道的頂板。聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)需要結(jié)合混凝土，金屬網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)，塑料網(wǎng)等多種類型的材料，鋼筋網(wǎng)背板的應(yīng)用是最為廣泛的。操作人員需要先觀察巷道頂板，然后把鋼筋網(wǎng)背板和錨桿結(jié)合到一起，使用u型鋼可伸縮支架，構(gòu)造成更加強(qiáng)大的聯(lián)合支護(hù)結(jié)構(gòu)，提高深層巷道的穩(wěn)定性。

(4)預(yù)留煤柱的應(yīng)用

相較于其他類型的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)來講，預(yù)留煤柱是尤為傳統(tǒng)的組成部分，主要集中使用在巷道的上區(qū)段和下區(qū)段之間，這一技術(shù)的應(yīng)用過程較為簡便，而且取得的效果也十分明顯。就一些通風(fēng)條件相對(duì)薄弱的礦井巷道來講，其自身的排水能力也有所不足，所以會(huì)給采煤工作帶來更大的阻礙和不便，但預(yù)留煤柱的應(yīng)用就可以彌補(bǔ)以上這些缺陷和不足。然而不可否認(rèn)的是，預(yù)留煤柱的操作成本相對(duì)較高，而且也會(huì)給后期的維護(hù)帶來一定的挑戰(zhàn)，操作人員需要根據(jù)巷道的實(shí)際情況，來酌情考慮，實(shí)現(xiàn)采煤工作經(jīng)濟(jì)利益的最大化。

以上這些也足以說明，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)槊禾科髽I(yè)注入更多的生機(jī)與活力。但不可否認(rèn)的是，煤炭行業(yè)本身也存在一定的危險(xiǎn)性，所以操作人員需要針對(duì)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行創(chuàng)新和優(yōu)化，要發(fā)揮出這一技術(shù)的優(yōu)勢和價(jià)值，對(duì)巷道錨固圍巖進(jìn)行保護(hù)，讓結(jié)構(gòu)變得更加完整。

3.結(jié)束語

綜上所述，持續(xù)性推動(dòng)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在煤礦采煤掘進(jìn)工作中的應(yīng)用是合理且必要的舉動(dòng)，這是提高施工作業(yè)安全性的應(yīng)有之策，也是創(chuàng)新煤炭企業(yè)生產(chǎn)模式的有效措施。本文通過錨桿支護(hù)，超高強(qiáng)噴射混凝土，聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)這三個(gè)角度，論述了技術(shù)應(yīng)用的具體內(nèi)容，充分結(jié)合了煤礦產(chǎn)業(yè)的自身特點(diǎn)，具有理論上的合理性與實(shí)踐上的可行性。在未來，煤礦企業(yè)也需要更加注重對(duì)現(xiàn)場的調(diào)研和考察，認(rèn)真把握巷道的走向，選用適宜的支護(hù)結(jié)構(gòu)。