煤矿采掘中的高强支护技术分析

孙立虎

【摘 要】目前，随着煤矿采煤深度的不断增加和地质条件的逐渐复杂，其对煤矿巷道安全性高强支护技术也提出了较高的要求。相关工作人员在煤矿开采的过程中，会遇到一些巷道顶板硬度较高的岩石，这样会极大的降低支护的安全系数。本文就对煤矿采掘中的高强支护技术进行深入探讨。

【关键词】煤矿；采掘；高强支护技术；浅析

所谓高强支护技术，是指在几种支护方式的支持下实现有效支护，比如钢丝网、锚杆、喷砼等，在复杂结构地质中具有良好的适用性，当前煤矿采掘中也比较常用，以便加强两帮变形与顶板的掘进控制，保证煤矿采掘的安全顺利进行，降低事故发生几率。

1、高强支护技术含义以及原理分析

1.1高强支护技术含义

高强支护技术是指组合使用锚杆、锚索、钢丝网、钢带以及喷砼等支护技术中的两种或几种进行支护，广泛应用在一些地质构造复杂，并且具备顶软、底软以及煤层软等的特性的煤矿开采地区，在地质结构复杂地区使用得较多，因为这些地区对于掘进控制顶板以及两帮变形有着较高的要求。高强支护技术充分利用了支护原理，确保周围岩石与巷道本身的稳定性，发挥出应有的承载力，有效地控制巷道围岩的变形。高强支护技术是一种安全性高、成本低、支护效果好的煤矿采掘所使用的技术。

1.2高强支护技术原理分析

煤矿采掘中高强支护技术的使用，需要遵循一定的原理性知识，在实际的煤矿开采工作中，高强支护技术的具体应用要根据实际情况设计。有效将煤矿巷道周围的岩石预应力提高，再依据现实情况，积极主动地开展煤矿支护设计工作，从而有效地提升高强支护技术的作用。通常情况下，根据悬吊理论来开展主动支护，设计相对应的锚杆，确定锚杆长度，锚杆长度的依据是锚杆的直径，锚杆直径通过锚杆承载力与锚固定力进行确定。锚杆在高强支护工作与使用中，选择的材料通常情况下是普通材料锚杆，间排距需要设置在一定标准范围内。实际具体煤炭挖掘过程中，根据巷道具体应用来设计确定高强支护技术。这种技术在最开始的适用范围是巷道顶部，但是如果预应力达到相应程度时，高强支护技术就会完成预应力结构，挤压外部结构目标在变形方式下成功地实现，即使在其变形时，这种技术也能够使其保持一定的稳定性。高强支护技术，能够有效地开展连续传递式的应力工作，将应力集中或者减缓，最后达到消除的效果，从而进一步有效地控制巷道周围岩石的变形量。发挥这种技术的优点，而且也很好地控制了变形量，确保煤矿开采中变形量能够很好地被控制住，起到了内外并举、标本兼治的作用，具有经济效果。

2、煤矿采掘中高强支护技术的应用

2.1软岩巷道中高强支护技术的应用

作为长期以来煤矿采掘工作的难点，软岩巷道的支护结构必须加以增强才可有效避免煤矿安全事故的产生。由于軟岩巷道具有较差的稳定性且存在大量的围岩节理裂隙，这就导致了在煤矿采掘工作中很容易出现巷道变形现象，所以就要用到高强支护技术来避免顶板事故发生的可能性，从而在一定程度上保证软岩巷道结构的煤矿在生产过程中的安全可靠性。为了减少软岩巷道结构煤矿在开采过程中发生安全事故的可能性，煤矿企业管理人员需根据煤矿现场的实际情况制定合理的顶板支护管理章程，确保煤矿工作人员在进行开采工作时可以有序、高效地开展掘进工作，从而有效提高煤炭开采效率。对于在煤矿支护过程中所用到的设备，煤矿企业管理人员应增强管理意识，通过维护支护设备的方式来提高煤矿采掘工作面顶板的安全可靠性。一般情况下，工作人员评价顶板支护设备主要是从支护设备的稳固、质量及性能三方面进行，因此，煤矿企业需定期安排检查人员对支护设备进行检修，确保支护结构在煤矿采掘过程中具备一定的实用价值，进而从根本上维护人民的生命财产安全。此外，煤矿企业可利用贴帮支护、切顶支护、超前支护及端头出口支护等方式来确保煤矿采掘工作的安全可靠性。煤矿井下开采工作需要各个工作部分之间的相互配合才能顺利完成，煤矿企业的管理人员需加强对顶板支护的管理工作，从而有效减少冒顶事故出现的可能性。

2.2预破碎煤层中高强支护技术的应用

为了进一步提升煤矿开采工作的安全稳定性，煤矿企业必须意识到爆破技术可能会带来的危害，根据预破碎煤层的性质特点对其进行支护，从根本上减少由于爆破而产生煤矿安全事故的可能性。一般情况下，当煤矿工作人员引发爆破产生时，以爆破点为中心其周边的围岩会因为距离远近而受到不同程度影响。煤矿工作人员可事先对一些已产生松动的岩层进行加固，这样就可有效减少由于爆破作业而引发的巷道松塌或垮落事故的出现。针对一些比较关键的围岩，煤矿企业工作人员可在进行爆破作业之前对其进行锚固加强处理，这样就可在一定程度上增强围岩承受载荷的能力，使作用在巷道围岩上面的压力分散转移，进而减少巷道围岩上面的应力集中现象，从而可减少围岩在承受压力的过程中出现变形情况的可能性，并将围岩中存在的不稳定因素通过支护技术来转变成稳定因素。在对预破碎煤层进行支护的初期，巷道围岩上面常常会存在一些结构面滑动、裂缝张开等缺陷，可利用高强支护技术对这些缺陷进行控制，以确保围岩在煤矿开采过程中一直处于被压缩状态，从而可有效地控制好围岩承受载荷的能力且可保证围岩锚固区域的安全可靠性，促使其在锚固区域具有更强大的应力承载能力，在进行爆破任务时减小对周围事物的破坏程度。

3、高强支护技术应用中的注意事项

3.1设计因地制宜的方案

我国地域广阔，各地区地质条件差异巨大，煤炭资源的深度也不尽相同。因此，高强支护技术的具体应用，应当在分析现场地质因素等方面的具体情况，建立力学模型的前提下，因地制宜地进行施工方案的设计，对施工所需的支护构件进行合理安排，科学计算支护的各项参数。此外，通过实验进行验证，根据实验的数据结果修正设计方案。

3.2细致把握支护过程

高强支护技术的实际应用是一个循序渐进的过程，因此需要细致把握整个过程，使采掘施工快速地实施。在实际施工中，通常会在支护初期发生变形，应当确保支护对周边岩体的约束力；对于使用主动支护技术的情况，应当对巷道锚杆的阻碍进行加强，通过高强支护系统的延伸杆体，控制支护初期的变形；通过使用锚梁，对高强支护进行承接及固定的加强，并且分担支护的压力。

3.3构建监测体系机制

高强支护监测体系系统的主要作用是：对围岩、支护构件等进行信息采集；通过分析信息，随时了解高强支护及围岩的变化情况；以信息为依据，改进高强支护系统等。在煤矿采掘的实际工作中，构建相对完善的监测体系机制的重要意义在于：了解巷道围岩及支护当前实际状况，在科学分析后能够及时发现安全隐患，针对性地采取补救措施，从而提高煤矿采掘工作的安全性。

4、结语

煤炭资源与我国经济发展息息相关，在当前我国煤矿采掘深度逐日增加的背景下，安全问题成为全社会的关注点。本文从高强支护技术的原理、优点等基础概念着手，在此基础上进一步对巷道破坏常见因素及类型进行分析，以此对煤矿采掘中高强支护技术应用问题进行探讨，提出在应用中需要以设计因地制宜的方案为前提，细致把握整个支护过程，并且构建监测体系机制。只有重视这些事项，才能使高强支护技术最大化发挥作用，真正提高巷道的安全，从而煤矿采掘工作的正常进行。

参考文献：

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（作者单位：山东华恒矿业有限公司）