采煤掘进中高强支护技术的运用探究

田镇+张翔

摘 要：随着科学技术的飞速进步，许多新型开采技术如雨后春笋般不断涌现，而高强支护技术便是一项非常重要的应用技术。本文首先分析了影响巷道破坏变形的因素和种类，重点阐述采煤掘进中运用的一些高强支护技术和采煤掘进中应用高强支护技术需要注意的问题，希望能为煤矿采煤掘进工作提供一些有价值的参考信息数据。

关键词：采煤；掘进；高强支护；运用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.065

1 巷道破坏变形的种类

在施工过程中，破坏巷道的种类有侧面的、底板的、顶板的破坏变形。侧面的破坏变形机理是巷道侧面的岩体受到较大支承压力而导致的压剪破坏。底板破坏变形机理是基于水平结构应力的影响之下，横向的推力会影响到巷道底板的岩层，在受到较大横向推力的作用下，底鼓的现象会出现，从而会破坏底板。顶板破坏变形机理为基于横向推力与本身重量的一起影响下，承重梁会出现变形，而承重梁的一系列截面受到横向推力的影响而形成弯矩，这加重了承重梁变形。为此，提高的横向推力会导致承重梁的不间断变形，从而破坏顶板。

2 采煤掘进中运用的一些高强支护技术

2.1 喷射混凝土支护技术

超高强喷射混凝土支护技术涵盖水泥裹砂、干式喷射的混凝土支护技术。干式的喷射混凝土支护技术指的是搅拌配合水、混凝土、水泥、速凝剂再应用喷砂机，把混合物喷在煤矿巷道围岩墙壁上，从而进行加固。所谓的水泥裹砂的喷射混凝土技术将砂粒通过水泥包裹，再将混合物结合压缩空气喷在煤矿巷道围岩墙壁上，从而实现加固的效果。在应用高强支护技术之前，煤矿开采队伍一般会制定相应的方案，且结合方案选用适宜的喷射混凝土支护技术。

2.2 光爆锚喷支护技术

在支护巷道中应用光爆锚喷支护技术的时候，需要选用适宜的参数，像是炮孔间距、装药的结构、不耦合系数等，从而确保巷道的安全性。这样一来，不但能够使薄弱位置的抗剪性能提升，而且还能够实现围岩自身可靠性的提升，最终防止出现变形与松动的现象。

2.3 锚杆支护技术

对于巷道围岩而言，锚杆的应用机理是组合、联接、加固。一是联接。在巷道围岩岩层与岩块不稳定的情况下，能够结合锚杆进行连接，且尽量地向稳定岩层中深入。二是组合。结合锚杆组合相应厚度的、成层的岩层，以使组合梁、组合拱形成，避免岩层坍塌、滑移。三是加固。结合规律设计的锚杆群，挤压与粘结巷道附近相应深度的围岩，以使一个承载环形成，鉴于此，跟通常的支架支护不同，锚杆支护的特点是防御支护。在实际应用中，一是需要结合巷道的不同岩层性质与断面形状，选用不同的锚杆布置方式，能够结合综合要素（巷道跟围岩承受动压情况、应用年限、断面现状等）对锚杆进行设计。二是为了避免围岩的风化与脱层情况发生，应确保最低锚杆空顶距离的设计在1.5m以内，并且实时地喷射混凝土。三是在完成锚杆的支护之后搞好检测。

2.4 联合支护技术

除了应用以上的两种支护技术之外，施工队伍需要结合煤矿的现状选用联合支护的技术对策。像是联合应用U型钢可缩性支架技术与锚背支护技术。如此技术的应用不但能够防止巷道的变形，而且完善了喷射混凝土支护技术的缺陷，确保支护体具备更好的安全性。除此之外，锚梁网联合支护技术先是通过光面爆破技术实现掘进，再打锚杆与初喷，然后结合钢梁、钢丝绳、锚杆加以支护，且对混凝土进行喷射，从而实现支护可靠性的提升，确保固定支护，在较高巷道墙体的条件之下，锚梁还应对比较大的压力进行承受，进而确保正常地开展采煤作业。一般结合钢筋网、木材、混凝土等应用于联合支护技术中，支护巷道中应用比较多的是钢筋网背板，在联合应用U型钢可缩性支架与钢筋网背板的基础上能够提高巷道的可靠性与安全性。

3 采煤掘进中应用高强支护技术需要注意的问题

3.1 因地制宜地设计支护方案

国内具备广阔的地域，各个区域的地质状况千差万别，煤矿资源也具备异样的深度。为此，应用高强支护技术需要对场地的地质状况进行分析，在建构力学模型的基础上，确保施工设计的因地制宜，科学地组织要求的支护构件，对支护的一系列参数进行科学地计算。并且，在验证实验的基础上完善设计方案。

3.2 认真的分析支护过程

应用高强支护技术的过程是循序渐进的，为此应对全部的过程进行认真地把握，确保迅速地开展采掘工作。在施工过程中，变形会出现在支护开始阶段，需要保障附近岩体受到支护的制约力。针对应用主动支护技术的类型，需要强化巷道锚杆阻碍，结合高强支护的拓展杆体对开始支护阶段的变形进行控制。并且，可以应用锚梁强化以及承接高强支护系统，进而对支护压力进行分担。

3.3 建构与完善监测系统

高强支护监测的重要功能在于采集围岩支护构件的信息，在分析信息的基础上实时地把握围岩的改变与高强支护的现状，立足于信息优化高强支护系统。在煤矿开采工作过程中，建设比较健全的监测系统的好处是能够对支护和围岩的现状进行把握，在合理分析之后可以实时地处理隐患，进而实现煤矿开采工作安全系数的提升。

4 结论

综上所述，煤炭行业的发展是保证我国经济迅速发展的基础，因此，我们必须对煤炭资源开采过程中各项技术进行研究。而稳固的巷道在煤矿采掘工作中发挥这重要的作用，直接关系到工作人员的生命安全，一般而言，煤矿巷道越深，其坚固性、稳定性越差。因此，应加强高强支护技术的应用，保障采掘工作的顺利开展，提高采矿作业的安全性。

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作者简介：田镇（1981-），男，山东邹城人，本科，助理工程师，安监部副部长，研究方向：采掘技术。