煤礦采煤掘進工作中高強支護技術(shù)的應用

王學峰

（山西陽城陽泰集團西溝煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048100）

引言

在現(xiàn)階段我國煤礦開采中，伴隨著煤炭資源開采量的不斷增加，呈現(xiàn)出了一定程度的資源枯竭現(xiàn)象，如此也就導致煤礦采煤掘進深度越來越大，明顯增加了煤礦采煤難度，且容易出現(xiàn)較為嚴重的安全隱患。為了確保煤礦采煤掘進工作的安全性和高效性，注重切實做好掘進工作面的支護處理極為必要，尤其是對于一些相對復雜的掘進工作面，運用高強支護技術(shù)成為重要手段，應該引起相關(guān)技術(shù)人員高度重視。高強支護技術(shù)在煤礦采煤掘進工作中的應用確實具備明顯優(yōu)勢，但是應該密切結(jié)合實際狀況選擇適宜合理的處理方式，且規(guī)范具體技術(shù)操作，以此更好優(yōu)化支護效果[1]。

1 高強支護技術(shù)及其應用特點

1.1 高強支護技術(shù)概述

高強支護技術(shù)應用的主要目的是在目標區(qū)域構(gòu)建高強支護結(jié)構(gòu)，促使其形成較為安全可靠的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，解決該部位可能出現(xiàn)的各類坍塌以及變形問題。在煤礦采煤掘進工作中，因為現(xiàn)階段采煤掘進深度越來越高，面臨的情況同樣也越來越復雜，如此也就增加了煤礦采煤過程中出現(xiàn)安全風險的幾率，要求重點關(guān)注支護體系的有效構(gòu)建。從現(xiàn)階段煤礦采煤掘進工作中支護手段的應用來看，往往主要涉及到了鋼筋混凝土柱、錨桿以及鋼絲網(wǎng)等多種處理手段，可以根據(jù)不同情況采取相匹配的處理方式，以求更好增強相應煤礦采煤區(qū)域的穩(wěn)定性。樹脂錨桿作為現(xiàn)階段比較重要的一類高強支護技術(shù)應用材料，同樣也需要引起高度關(guān)注，以便促使其可以有效服務于煤礦采煤掘進工作，確保相應工作面較為穩(wěn)定可靠。

1.2 高強支護技術(shù)的應用特點

在煤礦采煤掘進工作中，高強支護技術(shù)的應用至關(guān)重要，其能夠較好實現(xiàn)對于巖層結(jié)構(gòu)的全面支護處理，確保煤礦巷道中的巷壁和巖壁得到有效支撐，可以促使其表現(xiàn)出理想的高穩(wěn)定性，以此為煤礦采煤工作開展創(chuàng)造有利條件。從煤礦采煤掘進工作中高強支護技術(shù)的應用特點上來看，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

首先，高強支護技術(shù)的應用可以更好保障掘進工作面的穩(wěn)固性，確保巷道及其工作區(qū)域較為安全可靠，尤其是對于以往常見的一些松散以及存在坍塌隱患的區(qū)域，更是可以在高強支護技術(shù)的應用下形成較為理想的安全保障效果。相對于傳統(tǒng)支護結(jié)構(gòu)，高強支護技術(shù)的穩(wěn)固性更強，如此也就必然可以適應于現(xiàn)階段越來越復雜的煤礦采煤掘進工作面及其巷道情況，最大程度上規(guī)避了安全事故[2-3]。

其次，高強支護技術(shù)的應用相對較為便捷高效，尤其是在井下采掘工作開展中，因為相應環(huán)境較為復雜，對于相應支護結(jié)構(gòu)構(gòu)建同樣也提出了較大挑戰(zhàn)，如果支護體系構(gòu)建較為復雜，則往往很難形成理想處理效果。高強支護技術(shù)則可以明顯簡化施工處理流程，能夠借助于一些高強度的組件，在煤礦采煤掘進工作面及其巷道中快速組裝，以此形成更為高效可靠的高強支護結(jié)構(gòu)，整體作業(yè)強度不大，方便技術(shù)人員操作執(zhí)行。

另外，高強支護技術(shù)在煤礦采煤掘進工作中的應用還具備較高經(jīng)濟效益，其不僅僅可以通過防控安全事故來降低經(jīng)濟損失，同樣也可以在高強支護體系構(gòu)建本身上表現(xiàn)出較高經(jīng)濟效益，整體操作較為高效便捷，不會產(chǎn)生較高的材料費以及人工費。在后續(xù)高強支護體系的長期維護和保養(yǎng)中，往往也不需要較高投入，能夠達到一勞永逸的效果，更進一步增強了高強支護技術(shù)應用的經(jīng)濟效益，值得推廣運用。

2 煤礦掘進工作中常用高強支護技術(shù)

2.1 單體液壓柱支護技術(shù)

在煤礦掘進工作中利用高強支護技術(shù)時，單體液壓柱是比較常用的方式，該技術(shù)的應用主要就是借助于成型的單體液壓柱設(shè)備，實現(xiàn)對于需要支撐區(qū)域的合理布置，以便更好達到理想支護效果。單體液壓柱的應用往往需要高度關(guān)注三用閥的設(shè)置和運用，在液壓注液后可以形成較為理想的主體提升作用，進而在達到最優(yōu)高度后，對于煤礦掘進工作面以及相應巷道形成理想支護作用。由此可見，單體液壓柱的應用相對較為簡單高效，在設(shè)置時也能夠表現(xiàn)出較強的靈活性，能夠?qū)τ诟鱾€需要支撐的區(qū)域進行靈活布置，如此也就可以在有效控制高強支護工作量的基礎(chǔ)上，達到所需要的高強支護效果[4]。對于單體液壓柱的應用而言，往往需要其具備較高的承載能力，一般初撐力應該大于90 kN，如此才能夠較好發(fā)揮理想支撐效果。對于單體液壓柱的布置同樣也需要嚴格把關(guān)，尤其是在柱距、排距以及距幫等關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)置上，要求結(jié)合實際狀況予以準確控制，一般柱距和排距應該在1 m 左右，距幫則應該控制在0.6 m 以內(nèi)。單體液壓柱幾乎可以在所有煤礦掘進工作面以及巷道中應用，不存在較為嚴格的使用限制條件，進而也就可以得到廣泛推廣和運用，促使其作為高強支護點柱，形成較為理想的煤礦掘進工作安全保障作用。為了更好優(yōu)化提升單體液壓柱的應用效果，往往還可以將該設(shè)施和金屬鉸接頂梁予以協(xié)同運用，促使相應支護體系的構(gòu)建更為穩(wěn)定可靠，可以作用于更大的范圍。另外，單體液壓柱在后續(xù)拆卸方面同樣也具備明顯優(yōu)勢，當煤礦開采工作達到預期后，不再需要進行高強支護，則可以將單體液壓柱進行便捷拆卸，只要適時打開三用閥，則可以促使相應單體液壓柱的壓力消失，進而便于直接拆卸，體現(xiàn)出較為理想的重復利用特點。

2.2 噴射混凝土支護技術(shù)

煤礦掘進工作中高強支護技術(shù)的應用還可以借助于噴射混凝土予以處理，噴射混凝土支護技術(shù)的應用在當前同樣也比較常見，且技術(shù)手段越來越成熟，支護效果同樣也更為理想?；诿旱V掘進工作中噴射混凝土支護技術(shù)的應用而言，結(jié)合不同情況可以選擇相匹配的處理方式，比如水泥裹砂噴射混凝土技術(shù)以及干式噴射混凝土支護技術(shù)，都可以在煤礦掘進工作面或者是巷道中發(fā)揮支護效果，解決可能出現(xiàn)的變形或者坍塌問題，尤其是對于一些相對松散或者是不穩(wěn)定的巖層結(jié)構(gòu)，更是可以在該技術(shù)的應用下得到穩(wěn)定支護[5]。干式噴射混凝土支護技術(shù)主要是將混凝土材料在混合恰當水資源后，利用噴砂機對著巷道圍巖或者是工作面圍護結(jié)構(gòu)進行噴射處理，以求達到較為理想的支護效果，避免在任何部位出現(xiàn)較為嚴重的坍塌風險。水泥裹砂噴射混凝土支護技術(shù)則主要是借助于裹了砂礫的水泥材料進行噴射，利用壓縮空氣以及相關(guān)泵設(shè)備，促使存在不穩(wěn)定風險的圍巖可以得到均勻全面噴射處理，以此形成較為理想的全面加固處理效果，由此形成的支護結(jié)構(gòu)體系同樣也能夠表現(xiàn)出較為理想的穩(wěn)定性，對于原有故障問題的解決效果較強。

2.3 光爆錨噴高強支護技術(shù)

在煤礦掘進工作中應用高強支護技術(shù)時，光爆錨噴高強支護技術(shù)的應用同樣也具備突出優(yōu)勢，可以促使相應圍巖結(jié)構(gòu)具備更高的穩(wěn)定性，尤其是在抗剪性改善和優(yōu)化方面，其作用效果較為突出。光爆錨噴支護技術(shù)主要是在光面爆破基礎(chǔ)上采取錨噴支護方式，促使相應圍巖結(jié)構(gòu)可以體現(xiàn)出理想支護效果，解決以往該方面存在的嚴重失穩(wěn)風險[6]。首先，技術(shù)人員應該針對需要開展高強支護的區(qū)域予以光面爆破，促使其能夠形成較為平整的巖面，如此也就可以在初步提升其穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，為后續(xù)錨噴支護創(chuàng)造理想條件。在錨噴支護處理中，技術(shù)人員應該注重合理打設(shè)錨桿，然后借助于相應錨桿來掛設(shè)鋼筋網(wǎng)，進而借助于混凝土材料的均勻噴射，最終形成較為理想的支護體系，解決該方面可能出現(xiàn)的圍巖變形問題。在光爆錨噴高強支護技術(shù)的應用中，錨桿的支撐效果往往較為理想，可以有效有效承擔圍巖出現(xiàn)的較大負擔，進而為煤礦掘進工作提供較為安全的環(huán)境。從煤礦掘進工作角度來看，其往往不僅僅需要具備穩(wěn)定安全的圍巖條件，還應該促使相應空間得到充足保障，該方面光爆錨噴支護技術(shù)的應用同樣具備明顯優(yōu)勢，其可以促使圍巖結(jié)構(gòu)盡可能小，如此也就可以節(jié)省出更多的空間，供煤礦掘進工作使用。

3 高強支護技術(shù)應用注意事項

3.1 做好現(xiàn)場勘察工作

在煤礦掘進工作中使用高強支護技術(shù)時，為了促使其具備良好的適用性，首先應該切實做好前期現(xiàn)場勘察工作，要求技術(shù)人員對于煤礦掘進工作面以及巷道較為熟悉和了解，才能夠有針對性地選用高強支護技術(shù)，設(shè)置相匹配的支護方案，避免出現(xiàn)較為嚴重的實用性不強問題。這也就需要技術(shù)人員能夠重點針對煤礦地質(zhì)資料予以全面分析，同時注重做好各個不同區(qū)域的現(xiàn)場勘察，掌握松動圈以及頂板巖層的基本狀況，如此也就可以明確高強支護技術(shù)作用對象。當然，在現(xiàn)場勘察工作開展中，除了要考慮到巖層以及煤層的具體狀況，往往還需要重點結(jié)合煤礦掘進工作要求，促使煤礦掘進工作面以及巷道可以為采煤工作提供安全可靠的環(huán)境條件，尤其是對于空間大小方面的訴求，更是需要引起高度重視，避免在后續(xù)高強支護處理中出現(xiàn)嚴重干擾問題[7]。

3.2 關(guān)注實時狀態(tài)

煤礦掘進工作中高強支護技術(shù)的應用還應該注重了解相應圍護結(jié)構(gòu)的實時狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)可能存在的異常問題和病害，隨之采取相匹配的策略予以治理，避免形成惡性問題。比如在高強支護技術(shù)應用初期，往往容易在相應支護結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)裂縫或者是滑動風險，需要技術(shù)人員予以重點關(guān)注，一旦發(fā)現(xiàn)相應問題，則需要及時處理，采取適宜合理的修復方案，或者是重新進行支護操作，解決任何安全威脅。在后續(xù)長期煤礦掘進工作過程中，如果高強支護體系出現(xiàn)異常變化，或者是因為面臨的環(huán)境條件出現(xiàn)變化而導致其勝任力欠缺，都需要及時進行優(yōu)化調(diào)整，促使高強支護效果實時保持最優(yōu)狀態(tài)。

3.3 注重支護材料運用

煤礦掘進工作中高強支護技術(shù)的應用效果同樣離不開支護材料的優(yōu)化選用，如果支護材料方面出現(xiàn)嚴重質(zhì)量問題，或者類型選擇不當，都會影響到最終高強支護效果，應該作為施工技術(shù)處理的要點。比如在錨桿支護方式應用中，錨桿的選擇就應該重點把關(guān)，除了要確保錨桿自身尺寸以及參數(shù)指標符合高強支護訴求外，還應該重點審查其質(zhì)量狀況，對于性能嚴重不達標的錨桿予以及時替換處理。

4 結(jié)語

煤礦掘進工作中高強支護技術(shù)的應用極為必要，其直接關(guān)系到煤礦開采的安全性，要求技術(shù)人員結(jié)合煤礦掘進工作面以及巷道的實際狀況，選擇適宜合理的高強支護技術(shù)手段，進而予以優(yōu)化設(shè)置，促使高強支護體系較為適宜可靠，能夠最大程度上規(guī)避煤礦掘進過程中可能出現(xiàn)的各類安全風險。