煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用

刘敬斌 姚树阳 张培亭

摘要  煤炭资源是社会发挥发展建设中最常用的能源資源。随着社会发展需求的提升，如今，地表煤炭资源的开采已经基本完成，而要想满足人民群众的需求，相关煤炭企业就要加大对煤炭的深度开采，在这一工作背景下，对煤矿开采掘进的难度不断提升。因此，相关人员在进行实际的煤矿掘进工作中，要合理地应用信息化技术，不仅能保证施工人员的安全，同时也能够保障煤矿开采工作的顺利进行。鉴于此，本文以煤矿采煤掘进工作为切入点，分析高强支护技术的概念及作用，然后分析了高强支护技术在煤矿采矿掘进工作中实际应用，阐述了高强支护技术的应用创新措施。

关键词：煤矿 高强支护技术 应用 措施

Application of High-capacity Support Technology in Coal Mining Tunnels

LIU Jingbin YAO Shuyang ZHANG Peiting

（Zhaolou Coal Mine of Yancoal Heze Energy and Chemical Co.， Ltd.， Heze， Shandong Province， 274705 China）

Abstract： Coal resources are the most commonly used energy resources in social development and construction. With the increasing demand for social development， the mining of coal surface resources has basically ended. Therefore， in order to meet people's needs， relevant coal companies need to increase the depth of coal mining. The background of this article is that the difficulty of mining coal and tunnels has increased. Therefore， relevant personnel should reasonably apply information technology in actual coal mine excavation work， not only to report on the safety of construction personnel， but also to ensure the smooth progress of mining work. Therefore， this article uses coal mining and mining. This article takes the concept and function of high-strength support technology as the starting point， analyzes the practical application of high-strength support technology in coal mining and tunnel engineering， and proposes the application and innovative measures of high-strength support technology.

Key Words： Coal Mining; High-capacity Support Technology; Application; Measure

1 高强支护技术概述

在煤矿采煤掘进工作中，高强支护技术能够对坚固性不稳定的围岩进行支撑。合理地应用高强支护技术，一定程度上能确保煤矿深井巷道中的围岩承载力得以提升，使得煤矿采煤掘进工作安全性得以提升，从而也保障了煤矿企业的经济效益的提升。另外，高强支护技术还具备一定的稳定性，能够适应于各种复杂的施工环境，并不会因外界的因素而停止工作。除此之外，这项技术在组装操作和设备方面灵活便捷，也减轻了施工人员的工作压力。因此，高强支护技术受欢迎程度逐渐提升，且使用率逐渐提升，有效地保障了深井巷道寿命的延长，减少企业采煤经济成本的浪费[1]。

2 高强支护技术所具备的作用分析

2.1功能分析

在最早时期的煤炭开采工作中，大多数地区在一般情况下所使用的开采方式是土壤浅层或地表等方式，技术水平受到了一定的限制，在实际开采工作中因地表以及浅表存在一定的便利性，同时成本较低，并且能够使开采的整个过程得到安全方面的保证，能够有效防范随时可能出现的安全事故。但是，由于社会的不断进步，在煤炭资源方面的需求量越来越多，逐渐增加了煤炭开采量。随着开采技术的持续发展，目前，我国煤炭开采的发展趋势主要倾向于地下开采，这样使开采过程增加了一定难度，随之增加了一定的危险系数。开采人员的工作需要在较深煤层中完成，但是，由于区域的不同，地质条件与土壤等均具有一定的差异性，导致在实际开采过程中煤炭顶板的稳定性始终处于一种变化状态，如果并未做到科学、合理、有效地控制，将会引发一些安全事故，因此，在煤炭的实际开采中需要对支护技术进行合理使用，这样才能确保顶板拥有一定的稳定性，进而使开采人员在实际掘进过程中得到安全方面的保障，同时需要引起注意的是，必须实施巷道加护工作，其目的在于防止发生坍塌问题，在保证煤矿掘进安全性的同时，还需要强化其稳定性[2]。

2.2特点分析

进行高强支护技术的应用作业中，因并未对实际操作制定严格要求，同时操作内容相对来说较为简单，企业在运用此技术过程中不必投入大量资金，一定程度上能够控制安全管理方面上的资金投入。另外，高强支护技术的组装操作方式也是比较便捷的，还能在一定程度上确保质量有所提升，进行实操作业中，其适应环境的能力较好，使用寿命较长，减少了企业成本的消耗，能够有效保证企业的经济效益。所以，企业进行实际煤炭开采工作中，要重视对高强支护技术的合理应用，确保煤矿巷道的稳定性提升，确保施工作业的顺利进行。

3 高强支护技术的工作原理

在实际的工程作业中，想要保证巷道支撑的坚固效果，减少事故发生的可能性，就要要求相关施工人员全面掌握巷道的实际状况，才能够确保所应用的支护技术能够充分发挥其最大的效果。另外，想要保障锚杆的承载能力提升，相关施工人员就要在施工作业前期，通过相关检测方式，来检查高强支护的稳定性[3]。由于煤矿井中的顶板通常是不稳定的，容易出现坍塌的现象，所以需要借助高强支护技术来确保顶板的坚固性，提升顶板的承受力，确保施工环境的安全性。除此之外，高强支护技术的优势还在于能够缓解顶板的垂直压力，提升巷道顶板的强度。

4 煤矿采煤掘进工作中的技术应用

4.1在软岩巷道中的应用

长久以来，煤矿采掘工作具有一定的难度，特别是软岩巷道中的支护工作，只有严格按照要求开展其支护工作，才能保证煤矿开采工作的正常开展，使煤矿安全事故发生率得到降低。一般情况下，软岩巷道具有较差的稳定性，而且大部分围岩中具有非常发达的节理裂隙，导致在开展煤矿采掘工作的过程中很容易出现巷道变形的情况，对此可以利用高强支护技术，降低顶板事故的发生率，保证软岩巷道施工的进一步开展[4]。在煤矿开采工作的开展中，为了降低软岩巷道安全事故的发生率，对于煤矿企业中管理人员而言，需要根据煤矿开采的实际状况对顶板支护的管理制度进行优化以及完善，使井下工作人员能够有序以及高效地进行煤矿开采工作，实现煤炭开采效率的进一步提高。在煤矿支护过程中，煤矿企业的全体管理人员必须将自身应具备的安全管理意识进行提高，进而保证煤矿支护工作的高效率，使煤矿顶板的安全性以及可靠性得到提高。在有效评价顶板支护设备的过程中，评价人员应立足于支护设备的质量、性能和稳固3个角度展开评价工作，同时按照相关要求安排专业人员对支护设备进行定期检修，在煤矿采掘工作中，保证支护结构充分发挥其真正价值，使井下工作人员能够从根本上得到生命和财产安全的保障。

4.2光爆锚喷网技术

在煤矿采煤掘进工作开展中，在高强支护技术中，光爆锚喷网技术的使用率也是最高的，其主要原理在于以锚杆作为加固拱，能够有效加固煤矿岩层，进而加大岩层的稳定性，同时可以使围岩得到抗剪力的增加，有效增加巷道支护的整体强度。当巷道围岩的深度比较深时，可以提升围岩的固定性及稳定性，进而防止围岩上方出现岩层变形以及松动等情况，为采煤掘进工作过程中的安全建立牢固基础。在采煤掘进过程中针对光爆锚喷网技术进行应用，对于可能发生散落情况的岩层而言，可以利用锚杆强大的悬吊功能，通过具有较好稳定性的围岩结构来固定这些岩石，然后利用锚杆的支撑功能，有效支撑围岩结构，进而使围岩荷载得到降低，确保巷道具备一定的稳定性。此外，在光爆锚喷网技术的有效使用中，锚杆还具备了较强的补强作用，通过对煤矿巷道周围进行锚杆的设置，便能够使巷道结构得到完整性的保护，大大提高巷道周围的围岩稳定性，其原理在于锚杆能够承担起围岩的一部分荷载，进而大大降低围岩所承受的荷载[5]。

4.3喷射混凝土支护的应用

根据实际调查情况，喷射混凝土支护技术也广泛用于煤矿开采和隧道掘进等高强度支护工作中。该技术主要有两种形式：干喷混凝土以及水泥裹砂喷射混凝土。这两种喷射混凝土支护技术各有优势，并且都对加固煤矿巷道有良好的作用。第一，在应用干喷混凝土支护技术时，需要加入一定比例的水泥、混凝土、促进剂等原材料，然后将其充分搅拌、混合，接着将适量的水倒入，最后通过喷砂机喷涂在煤矿掘进过程中所形成的巷道围岩上，待混合物固化后即可达到巩固的效果。第二，在应用水泥裹砂喷射混凝土支护技术时，主要是将符合规格的水泥和砂粒充分混合，然后通过抽气或压缩空气等方式将其喷洒在煤矿巷道的围岩上，以达到加固的目的。因此，在实际运用过程中，煤矿公司必须充分考虑煤层的实际情况，例如地质条件、隧道技术、煤层状况等，以决定采用哪种喷射混凝土支护技术，制定相应的施工方案，准备好原材料和设备，并按照规定进行施工，以此来确保煤矿开采和巷道掘进工作的正常进行。

4.4联合高强支护技术

所谓联合高强支护技术就是将U型钢架和锚杆的锚背进行有效的连接，通过这种联合的方式，能够控制围岩变形问题的发生，提升支护效果。在煤矿开采过程中，可以将高强支护技术和其他技术结合起来使用，以减少地质应力变化带来的不利影响，同时也可以有效改善巷道的稳定性，并确保采矿施工环境的安全性。作为采矿工作人员与外界之间的沟通渠道，巷道稳定性的提高有助于确保采矿工作人员的人身安全。例如，高强支护技术和岩锚梁技术的组合。岩锚梁技术是一种通过注浆适当深度的长锚杆将钢筋混凝土梁锚固在岩石上的应用技术。长的锚杆和岩壁可以通过摩擦传递载荷，有效地分担了高强支护技术产生的压力。在岩锚梁技术有效的承担下，高强支护技术应用起来更加稳定，并且可以提高支撑效果的稳定性[6]。

4.5可缩性支架的应用

根据实际调查，目前世界上有多种形式的高强支护，在这项技术中，可缩性支架应用是最为广泛的一种，应用期间也可以完成双向伸缩。在我国，某些矿山的巷道面积相对较小，在开采过程中，由于受到多种因素的影响，工作人员很容易损坏巷道的侧壁，从而大幅提高煤矿开采和隧道掘进工作的总体风险。煤矿企业采用可伸缩式支架可以有效提高巷道的整体承压能力，使其可以承受更大的负荷，从而创造一个更加牢固、稳定的支护环境。如果有效地保证了煤矿生产过程中工作环境的整体安全，那么也将大大地提高采矿工作人员的工作效率和质量，甚至产生超出预期的煤矿开采和掘进的工作效果，為煤矿企业创造更多的经济收益。

5 高强支护技术在煤矿采煤掘进工作具体的应用措施

5.1压力监测

随着高强技术的不断应用，相关技术负责人应与煤矿的实际开采环境相结合，在合理设计矿井支护结构的基础上，对各项规章制度予以完善。特别是针对矿井的受力部位，应对高强支护技术的有效性予以保证，使得煤矿巷道的稳定性受到一定的影响。除此之外，对于矿井顶板和边壁的受力情况，相关技术负责人要提高实施监测程度，可以及时发现周围土质所发生的轻微的变化，以确保整体的支护结构可以与施工的具体要求相一致。在高强支护技术性能的影响下，应充分了解该技术，有效地减少由于疏忽大意所引起的开采问题。

总体来说，该项技术在实际应用之前，相关负责人员应密切关注巷道变形的位置和引起巷道变形的成因，对变形范围进行有效的控制，以免对支护的效果带来一定的影响。高强支护技术应用的过程中，对于该项技术的深层次内容，管理层要有充分的了解，并对煤矿巷道的承压力和岩层结构的数据进行统计，在科学稳定的基础上，对支护结构的框架进行搭建，以此使由于煤矿事故而引起的经济损失得到有效的减少。

5.2先进技术的引进

要确保整个采煤工作的有效进行，企业及有关部门则要重视起对高强支护技术的创新和完善。在社会经济不断发展，科学技术持续创新的背景下，国内的煤矿开采技术也取得了一定的进步，逐渐朝着智能化的方向发展，一定程度上也提高了采煤的工作效率。此外，煤矿企业也要借鉴国外研究创新的经验，对我国的高强支护技术进行更新改造，这样才能够确保煤矿企业的可持续发展，满足社会发展的实际需求。

6 结语

综上所述，在煤矿开采和巷道工作中，高强支护技术的应用为煤矿工程提供了相应的技术帮助，还为煤矿企业带来了经济利益。当前，在社会经济的可持续发展背景下，对于煤矿掘进工作的要求不断提升，因此，煤矿企业应当与时俱进，不断创新和研发高强支护技术，充分发挥其在煤矿企业中的有效作用，以促进煤矿企业有序、快速地发展。

参考文献

[1]杨晓亮.煤矿采煤掘进工作面中高强支护技术的应用探究[J].中小企业管理与科技（下旬刊），2020（11）：163-164.

[2] 陈广巫.高强支护技术在煤矿采掘中的应用探析[J].科技资讯，2018，16（5）：86，88.

[3] 张建伟.煤矿开采技术与掘进支护技术分析[J].科技资讯，2020，18（30）：60-62.

[4] 辛泽芳.煤矿掘进巷道锚杆支护方式的应用探究[J].科技资讯，2017，15（30）：78-79.

[5] 云小龙.凉水井煤矿半煤岩巷道掘进技术研究[D].徐州：中国矿业大学，2019.

[6] 尚康. H煤矿掘进作业安全风险评价研究[D].陕西：西安科技大学，2020.