高强支护技术在采煤掘进中的运用研究

李建锋 程刚 井庆辉

摘要：随着科学技术的飞速进步，许多新型开采技术不断涌现，而高强支护技术便是一项非常重要的应用技术。在采掘施工过程中，由于施工环境的恶劣复杂，为了保证采掘工作的稳定性与安全性，应当充分的发挥出高强支护技术的优势，提高采煤掘进施工的质量与效率。本文就我国采煤掘进施工中高强支护技术的应用进行分析。

关键词：采煤；掘进；高强支护；运用

1关于高强支护技术的详细概述

所谓高强支护技术，指的是在复杂地质结构的煤矿开采中，利用喷砼、锚索、锚杆、钢丝网等支护技术中的多种技术进行支护的一种重要手段。就现阶段的高强支护技术而言，支护材料主要为树脂锚杆，该材料的支撑性能良好，且成本较低，性价比高。除此之外，树脂锚杆还具有质量轻的优势，降低了运输与安装难度。现阶段，我国部分地区的地质条件非常复杂，土层结构脆弱，该技术的应用大大提升了煤矿开采作业的稳定性、安全性。高强支护技术的优势具体表现为：（1）利用高强支护技术，能使岩壁、巷壁的稳定性、承载力增强，促使煤矿巷道更坚固，实现加固煤矿巷道的目的，提高采煤的可靠性与安全性；（2）不需要花费太高的成本，不会受到环境、电力等因素的影响，实用性强；（3）所应用的材料便于携带，且对材料的要求不高，质量轻，设备容易组装，能使采煤人员的工作压力降低；（4）可将煤矿巷道使用时间延长，后期维护难度小，可提高资金利用率，防止出现浪费资金的现象，提高煤矿开采企业的经济效益，降低成本。

2采矿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設计在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高强度支护技术在采煤掘进应用中存在的不足以及改进

3.1不足

（1）由于高强度支护技术发展时间较短，除此以外在实际工作的环境中因为各种因素仍然存在不足，无形之中给采煤工作埋下安全隐患。且在支护初始阶段，可能会出现滑动、裂缝等现象。如果支护技术的应力强于当前应力，则能有效控制变形现象，防止岩壁被破坏，对受压状态的围岩具有保护作用，从而提升围岩的稳定性。倘若支护技术的应用弱于当前应力，可引起不良后果。（2）高强支护技术具有隐蔽性，当工作人员明确施工参数后，也难以对施工流程进行制定，伴随煤炭开采工作的持续进行，地压会越来越强，采煤难度也相应增加，地质条件的复杂程度更高。在这种情况下，若未及时采取支护加固措施，则会引起坍塌事故，造成顶板垮落。（3）在煤炭开采过程中，还可能遇到多种恶劣条件，包括大倾角巷道高帮、沿空巷道、应力巷道等。因受到高应力因素的影响，极易造成顶部变形，导致巷道被破坏。如果在开采初期阶段，顶部已经出现了严重变形，并且增加了采煤的安全风险，极易引起安全事故。

3.2改进

在最初的支护阶段，通过在围岩上施加力的作用，可以对其进行有效控制，可以通过增加巷道锚杆的阻碍来防止围岩变形。另外，应加强对施工过程的监督管理，监测围岩的状态，准确了解围岩的运动规律，收集各方面信息，不断优化支护系统，降低安全事故发生的几率。通过对数据进行分析比对，及时发现存在的问题，并采取有效措施进行处理，减少不必要的损失。

4结束语

高强支护技术的应用大大提升了巷道的可靠性与稳定性，能获取显著的支护效果，可保障巷道安全性，降低复杂地质环境中的煤矿开采难度，充分保证煤矿开采工人的安全，积极提高机械化的水平从而提升我国煤炭开采工作的效率以及安全性。

参考文献：

[1]刘晓强.高强支护技术在采煤掘进过程中的应用方法探讨.机械管理开发，2017，32.08.109-110.

[2]陈海俊.采煤掘进中高强支护技术的应用标准.中国标准化，2016.17.214.

（作者单位：枣矿集团滕东煤矿）

作者简介：李建锋，男，大学本科，毕业于山东科技大学采矿工程专业，现为枣矿集团滕东煤矿综掘工区技术员。