浅析高强支护在采煤掘进过程中的技术应用

陈少清

摘 要：近几年来，我国对采矿业的高度重视，把采矿业作为我国的重要支撑产业，对于采矿业的发展给与大力支持。同时随着采矿业的不断发展，采矿深度不断增加，相应的对煤矿巷道的质量要求也相应提高。据资料统计，目前采煤过程中存在煤矿的巷道硬度高、强度低而且节理的裂隙比较发育及巷道的支护难度比较大等诸多问题。因此将有利于巷道使用的高强支护技术应用于采煤工作中，有效的减少了对工作面的影响时间，提高煤矿巷道的服务期限，大大的减轻了劳动强度，减少或避免煤矿巷道扩修，极大地增强了采煤的安全系数。同时有效地完成了对煤矿巷道支护参数的优化，形成了对煤矿巷道的“高强支护”。煤矿巷道的高强支护作为一项先进技术进行应用，除应考虑其是否经济合理、安全使用的因数外、尤其要考虑到其对环境的影响。这也就使得高强支护技术成为当今煤矿业讨论的热点，也促使高强支护技术的应用不断深化。

關键词：高强支护；采煤掘进；技术应用

1 简介高强支护技术

1.1 巷道支护问题

在采煤掘进的过程中，巷道处于地下较深的地方，承受着来自地上的压力。由于巷道要支持采矿作业，要求断面较大，在做支护上难度也较大。巷道由于断面积和承压都比较大，再加上顶部的岩层较薄十分脆弱，这就要求支护材料的质量要好并且稳定性高。巷道是矿井的地下通道，距离长复杂度高，维护困难，这就要求巷道的支护要非常的牢固。因为高强支护技术能够确保巷道的稳定性，所以在采矿掘进过程中是离不开高强支护技术的。

1.2 高强支护技术

高强支护技术是要根据实际情况来应用的。要主动进行巷道的支护工作，增强围岩的预应力。高强支护技术应用的主要材料是树脂锚杆，按照标准排距排列，进行巷道的顶部加固。当高强支护的预应力达到标准后就可以通过改变形状对外部结构产生挤压，从而形成一个整体稳定的层状顶板，也叫预应力承载墙。高强度支护技术作用原理就是将竖直的应力分散到各处，降低顶部的压力。同时因为高强支护会产生形变，从而挤压顶部和四周的结构，使得顶部得到支撑，四周的形变得以控制，达到主动支护的目的。

1.3 高强度支护的优点

高强支护技术能够控制围岩的形变，转移预应力到锚固的部位，增强支护作用，补充传统支护技术的不足。支护刚开始时主要针对围岩结构表层的不连续形变，如碎裂和滑动。高预应力的支护主要是使围岩一直处在高压条件下，增强围岩和锚固区的承受能力，保护围岩里层的结构，对不连续形变和碎裂的保护能力较强。在支护刚开始控制形变时，锚杆增阻快速增加，便于保持支护的延伸率。通过这些手段控制围岩的形变程度，保证采煤掘进工作安全有序的进行。

2 高强支护技术在采煤掘进中的具体应用

2.1 高强支护技术的运作机理

要想将高强支护技术有效的运用于实际工作之中，首先就必须对煤矿巷道进行一定程度上的勘察与研究，只有充分了解煤矿巷道的实际情况，才能在此基础之上对实际应用中的高强支护技术进行科学而有效的设计，就一般情况而言，设计之中的计算方法为半圆拱断面净宽以及净高的乘积。当高强支护技术设计完成之后，就可以对围岩预应力进行一定程度上的提高，并最终实现主动支护，这样一来，就能够将高强支护技术的作用完全体现出来。就一般情况而言，要想对主动支护中锚杆的长度进行有效确定，则需要参考悬吊理论并研究进行确定；但对于锚杆的直径而言，则一般是同时考虑承载力以及锚固力进行确定。从支护材料的选择方面而言，主要以树脂锚杆居多。除此之外，为了进一步提高支护的可靠性，在帮顶上会对钢筋网进行一定程度上的实用，但需要注意的是，在进行这一操作时需要保证锚杆孔要比树脂固力高。

2.2 基于高强支护技术在采煤掘进中的应用

在煤矿采煤掘进之前，应该做好相应的准备工作，因此对于煤矿地质材料的分析必不可少。对于煤矿地质材料的分析主要包含如下几个方面：首先，需要分析松动圈作用以及顶板岩层的实际情况，然后在此基础之上根据分析结果选择适合而有效的锚杆长度，同时还需要对其进行理论性的计算，只有这样，才能够对其在实际应用中的效果进行有效的保证。其次，再对顶板岩层的实际状况进行一定程度的研究与分析，然后据此采用高强支护系统并使其形成回采系统，这样一来，就可以对巷道的安全性进行更好的保证，同时还能够游侠降低成本并提高工作效率。

在实际掘进的过程之中，需要对锚索盘槽钢进行有效的选择，一般情况之下选择较高的锚索盘槽钢较为适宜，然后注意将锚杆盘加之于锚索头与钢槽的中间位置，这样一来，便可以对围岩预应力承受能力进行一定程度上的增加，从而达到更好的围岩支护效果。

而如果实在深层次的采煤掘进之中，高强支护技术则显得更为重要。一般情况之下，在实际的应用之中需要对支护进行一定程度上的比较分析，然后再分析的基础之上选择最为适宜、最为合理的支护。首先，应当对现场的情况进行一个综合性的考虑，在将各个因素纳入到考虑范围的基础之上进行研究分析，并最终选择合适的方案对巷道的稳定性进行有效保证。在实际的施工过程之中，需要做好相应的监督工作。同时注意将锚杆、锚梁以及钢筋网进行有机的结合，使其之间的承接、连接以及固定达到最优，从而获得最好的掘进效果。

2.3 高强支护技术的实际运用

某一煤矿企业采煤掘进中，采用高强支护技术。其在实际掘进中，其先对煤矿巷道扩点二十米范围内进行密集排列。排列过程中锚索一般会选用八米左右的钢绞线，而锚索盘则使用的是标准的锚索托盘，相应应力和预紧力也在标准范围内。为了进一步提高高强技支护技术所发挥的效用，并在此基础之上对墙体锚杆进行一定程度上的加固，这一煤矿企业做了相应的掘进地段锚杆补丁并增加了相应的钢筋网，并将之前预设好的锚索放在标准锚网中对巷道下坡进行拉底。除此之外，为了对支护质量进行有效的保证，在支护方式的选择上也做出了一些考虑，经过分析与研究，最终选择了联合支护的方式。在对高志虎掘进技术进行设计的过程之中，利用相应锚杆和围岩地质条件来设计相应支护方案，这在一定程度上能为高强支护掘进带来了方便。结果该煤矿企业凭借高强支护技术取得了良好成果。

3 结束语

随着时代的发展，煤矿行业在国民经济中发挥着重要作用，煤矿资源的需求量不断增大，当前煤矿煤层的开采深度不断增大，巷道围岩的稳固性下降，容易引发生产事故。因此高强支护技术在采掘中应用广泛，极大提高了巷道结构的稳定性，提高了应力分布的均匀性，同时支护结构的施工成本较低，操作简单，具有较强的应用前景。研究显示高强支护技术在采掘过程中提高了巷道安全性，提高了煤炭开采的工作效率。

参考文献

[1]康红普.煤矿巷道支护技术的研究与应用[J].煤炭学报，2010（11）：144-147.

[2]赵金武.高强支护在采掘过程中的技术应用[J].黑龙江科技信息，2014（01）

[3]赵金伍.高强支护在采煤掘进过程中的技术应用[J].黑龙江科技信息，2014，2（1）：123-125.