煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用

2023-01-14王学峰

山西化工 2022年2期

王学峰

（山西阳城阳泰集团西沟煤业有限公司，山西晋城 048100）

引言

在现阶段我国煤矿开采中，伴随着煤炭资源开采量的不断增加，呈现出了一定程度的资源枯竭现象，如此也就导致煤矿采煤掘进深度越来越大，明显增加了煤矿采煤难度，且容易出现较为严重的安全隐患。为了确保煤矿采煤掘进工作的安全性和高效性，注重切实做好掘进工作面的支护处理极为必要，尤其是对于一些相对复杂的掘进工作面，运用高强支护技术成为重要手段，应该引起相关技术人员高度重视。高强支护技术在煤矿采煤掘进工作中的应用确实具备明显优势，但是应该密切结合实际状况选择适宜合理的处理方式，且规范具体技术操作，以此更好优化支护效果[1]。

1 高强支护技术及其应用特点

1.1 高强支护技术概述

高强支护技术应用的主要目的是在目标区域构建高强支护结构，促使其形成较为安全可靠的稳定结构，解决该部位可能出现的各类坍塌以及变形问题。在煤矿采煤掘进工作中，因为现阶段采煤掘进深度越来越高，面临的情况同样也越来越复杂，如此也就增加了煤矿采煤过程中出现安全风险的几率，要求重点关注支护体系的有效构建。从现阶段煤矿采煤掘进工作中支护手段的应用来看，往往主要涉及到了钢筋混凝土柱、锚杆以及钢丝网等多种处理手段，可以根据不同情况采取相匹配的处理方式，以求更好增强相应煤矿采煤区域的稳定性。树脂锚杆作为现阶段比较重要的一类高强支护技术应用材料，同样也需要引起高度关注，以便促使其可以有效服务于煤矿采煤掘进工作，确保相应工作面较为稳定可靠。

1.2 高强支护技术的应用特点

在煤矿采煤掘进工作中，高强支护技术的应用至关重要，其能够较好实现对于岩层结构的全面支护处理，确保煤矿巷道中的巷壁和岩壁得到有效支撑，可以促使其表现出理想的高稳定性，以此为煤矿采煤工作开展创造有利条件。从煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用特点上来看，主要表现为以下几个方面：

首先，高强支护技术的应用可以更好保障掘进工作面的稳固性，确保巷道及其工作区域较为安全可靠，尤其是对于以往常见的一些松散以及存在坍塌隐患的区域，更是可以在高强支护技术的应用下形成较为理想的安全保障效果。相对于传统支护结构，高强支护技术的稳固性更强，如此也就必然可以适应于现阶段越来越复杂的煤矿采煤掘进工作面及其巷道情况，最大程度上规避了安全事故[2-3]。

其次，高强支护技术的应用相对较为便捷高效，尤其是在井下采掘工作开展中，因为相应环境较为复杂，对于相应支护结构构建同样也提出了较大挑战，如果支护体系构建较为复杂，则往往很难形成理想处理效果。高强支护技术则可以明显简化施工处理流程，能够借助于一些高强度的组件，在煤矿采煤掘进工作面及其巷道中快速组装，以此形成更为高效可靠的高强支护结构，整体作业强度不大，方便技术人员操作执行。

另外，高强支护技术在煤矿采煤掘进工作中的应用还具备较高经济效益，其不仅仅可以通过防控安全事故来降低经济损失，同样也可以在高强支护体系构建本身上表现出较高经济效益，整体操作较为高效便捷，不会产生较高的材料费以及人工费。在后续高强支护体系的长期维护和保养中，往往也不需要较高投入，能够达到一劳永逸的效果，更进一步增强了高强支护技术应用的经济效益，值得推广运用。

2 煤矿掘进工作中常用高强支护技术

2.1 单体液压柱支护技术

在煤矿掘进工作中利用高强支护技术时，单体液压柱是比较常用的方式，该技术的应用主要就是借助于成型的单体液压柱设备，实现对于需要支撑区域的合理布置，以便更好达到理想支护效果。单体液压柱的应用往往需要高度关注三用阀的设置和运用，在液压注液后可以形成较为理想的主体提升作用，进而在达到最优高度后，对于煤矿掘进工作面以及相应巷道形成理想支护作用。由此可见，单体液压柱的应用相对较为简单高效，在设置时也能够表现出较强的灵活性，能够对于各个需要支撑的区域进行灵活布置，如此也就可以在有效控制高强支护工作量的基础上，达到所需要的高强支护效果[4]。对于单体液压柱的应用而言，往往需要其具备较高的承载能力，一般初撑力应该大于90 kN，如此才能够较好发挥理想支撑效果。对于单体液压柱的布置同样也需要严格把关，尤其是在柱距、排距以及距帮等关键参数的设置上，要求结合实际状况予以准确控制，一般柱距和排距应该在1 m 左右，距帮则应该控制在0.6 m 以内。单体液压柱几乎可以在所有煤矿掘进工作面以及巷道中应用，不存在较为严格的使用限制条件，进而也就可以得到广泛推广和运用，促使其作为高强支护点柱，形成较为理想的煤矿掘进工作安全保障作用。为了更好优化提升单体液压柱的应用效果，往往还可以将该设施和金属铰接顶梁予以协同运用，促使相应支护体系的构建更为稳定可靠，可以作用于更大的范围。另外，单体液压柱在后续拆卸方面同样也具备明显优势，当煤矿开采工作达到预期后，不再需要进行高强支护，则可以将单体液压柱进行便捷拆卸，只要适时打开三用阀，则可以促使相应单体液压柱的压力消失，进而便于直接拆卸，体现出较为理想的重复利用特点。

2.2 喷射混凝土支护技术

煤矿掘进工作中高强支护技术的应用还可以借助于喷射混凝土予以处理，喷射混凝土支护技术的应用在当前同样也比较常见，且技术手段越来越成熟，支护效果同样也更为理想。基于煤矿掘进工作中喷射混凝土支护技术的应用而言，结合不同情况可以选择相匹配的处理方式，比如水泥裹砂喷射混凝土技术以及干式喷射混凝土支护技术，都可以在煤矿掘进工作面或者是巷道中发挥支护效果，解决可能出现的变形或者坍塌问题，尤其是对于一些相对松散或者是不稳定的岩层结构，更是可以在该技术的应用下得到稳定支护[5]。干式喷射混凝土支护技术主要是将混凝土材料在混合恰当水资源后，利用喷砂机对着巷道围岩或者是工作面围护结构进行喷射处理，以求达到较为理想的支护效果，避免在任何部位出现较为严重的坍塌风险。水泥裹砂喷射混凝土支护技术则主要是借助于裹了砂砾的水泥材料进行喷射，利用压缩空气以及相关泵设备，促使存在不稳定风险的围岩可以得到均匀全面喷射处理，以此形成较为理想的全面加固处理效果，由此形成的支护结构体系同样也能够表现出较为理想的稳定性，对于原有故障问题的解决效果较强。

2.3 光爆锚喷高强支护技术

在煤矿掘进工作中应用高强支护技术时，光爆锚喷高强支护技术的应用同样也具备突出优势，可以促使相应围岩结构具备更高的稳定性，尤其是在抗剪性改善和优化方面，其作用效果较为突出。光爆锚喷支护技术主要是在光面爆破基础上采取锚喷支护方式，促使相应围岩结构可以体现出理想支护效果，解决以往该方面存在的严重失稳风险[6]。首先，技术人员应该针对需要开展高强支护的区域予以光面爆破，促使其能够形成较为平整的岩面，如此也就可以在初步提升其稳定性的基础上，为后续锚喷支护创造理想条件。在锚喷支护处理中，技术人员应该注重合理打设锚杆，然后借助于相应锚杆来挂设钢筋网，进而借助于混凝土材料的均匀喷射，最终形成较为理想的支护体系，解决该方面可能出现的围岩变形问题。在光爆锚喷高强支护技术的应用中，锚杆的支撑效果往往较为理想，可以有效有效承担围岩出现的较大负担，进而为煤矿掘进工作提供较为安全的环境。从煤矿掘进工作角度来看，其往往不仅仅需要具备稳定安全的围岩条件，还应该促使相应空间得到充足保障，该方面光爆锚喷支护技术的应用同样具备明显优势，其可以促使围岩结构尽可能小，如此也就可以节省出更多的空间，供煤矿掘进工作使用。

3 高强支护技术应用注意事项

3.1 做好现场勘察工作

在煤矿掘进工作中使用高强支护技术时，为了促使其具备良好的适用性，首先应该切实做好前期现场勘察工作，要求技术人员对于煤矿掘进工作面以及巷道较为熟悉和了解，才能够有针对性地选用高强支护技术，设置相匹配的支护方案，避免出现较为严重的实用性不强问题。这也就需要技术人员能够重点针对煤矿地质资料予以全面分析，同时注重做好各个不同区域的现场勘察，掌握松动圈以及顶板岩层的基本状况，如此也就可以明确高强支护技术作用对象。当然，在现场勘察工作开展中，除了要考虑到岩层以及煤层的具体状况，往往还需要重点结合煤矿掘进工作要求，促使煤矿掘进工作面以及巷道可以为采煤工作提供安全可靠的环境条件，尤其是对于空间大小方面的诉求，更是需要引起高度重视，避免在后续高强支护处理中出现严重干扰问题[7]。

3.2 关注实时状态

煤矿掘进工作中高强支护技术的应用还应该注重了解相应围护结构的实时状态，以便及时发现可能存在的异常问题和病害，随之采取相匹配的策略予以治理，避免形成恶性问题。比如在高强支护技术应用初期，往往容易在相应支护结构中出现裂缝或者是滑动风险，需要技术人员予以重点关注，一旦发现相应问题，则需要及时处理，采取适宜合理的修复方案，或者是重新进行支护操作，解决任何安全威胁。在后续长期煤矿掘进工作过程中，如果高强支护体系出现异常变化，或者是因为面临的环境条件出现变化而导致其胜任力欠缺，都需要及时进行优化调整，促使高强支护效果实时保持最优状态。

3.3 注重支护材料运用

煤矿掘进工作中高强支护技术的应用效果同样离不开支护材料的优化选用，如果支护材料方面出现严重质量问题，或者类型选择不当，都会影响到最终高强支护效果，应该作为施工技术处理的要点。比如在锚杆支护方式应用中，锚杆的选择就应该重点把关，除了要确保锚杆自身尺寸以及参数指标符合高强支护诉求外，还应该重点审查其质量状况，对于性能严重不达标的锚杆予以及时替换处理。