煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究

高占寧

摘要；我國(guó)有80%煤炭開采都是在井下實(shí)施作業(yè)，如果對(duì)掘進(jìn)支護(hù)問題的處理不恰當(dāng)，就可能發(fā)生安全事故，因而高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用也就成了必然要求，尤其是在部分礦區(qū)，地理位置復(fù)雜，煤礦的土層結(jié)構(gòu)脆弱，采取有效的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)對(duì)巷道進(jìn)行加固有助于確保在煤礦開采中的穩(wěn)定性以及安全性。

關(guān)鍵詞；煤礦采煤；高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)；應(yīng)用

0引言

隨著經(jīng)濟(jì)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)和人們的生活中所需煤炭資源的數(shù)量越來越多，加上煤炭資源自身的獨(dú)特性質(zhì)，容易儲(chǔ)存且易燃，因此出現(xiàn)供不需求的狀況。但由于煤炭資源具不可再生性，中國(guó)的煤礦資源總量不斷減少，已難以滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求，因此要求加大對(duì)煤礦資源的開采，這也相應(yīng)地帶動(dòng)了煤礦行業(yè)的整體發(fā)展。由此可見，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開煤炭資源的供應(yīng)，煤炭資源不僅能滿足工業(yè)發(fā)展的需求，也能保證電力的供應(yīng)。但近些年隨著對(duì)煤礦的過度挖掘，煤礦資源開采的安全問題成為社會(huì)各界關(guān)注的問題。煤礦開采的越深，其穩(wěn)定性和堅(jiān)固性能就越差，此時(shí)就使用了高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，該技術(shù)對(duì)于保證采煤工作人員的生命安全及煤礦企業(yè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)揮著非常重要的作用。

1高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

以往有較長(zhǎng)一段時(shí)間，人們主要于較淺的巖層開采煤礦，當(dāng)時(shí)對(duì)煤礦并未大力度開采，因此，對(duì)采煤掘進(jìn)技術(shù)要求不高，采煤人員對(duì)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)并不了解，也未重視該技術(shù)的應(yīng)用。隨著煤礦采煤事業(yè)不斷進(jìn)步，開采難度越來越大，與此同時(shí)，煤礦開采技術(shù)與過去相比也有很大提升，要想降低煤礦開采難度，采煤人員必須應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，充分發(fā)揮該技術(shù)的作用。煤礦開采工作具有較高的危險(xiǎn)性，很多安全隱患逐漸暴露，包括瓦斯爆炸、瓦斯泄漏、頂板冒落等，嚴(yán)重威脅煤礦開采人員的生命安全?，F(xiàn)階段，中國(guó)部分地區(qū)的地質(zhì)條件非常復(fù)雜，土層結(jié)構(gòu)脆弱，很多團(tuán)隊(duì)都應(yīng)用到了高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，該技術(shù)的應(yīng)用大大提升了煤礦開采作業(yè)的穩(wěn)定性、安全性。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)具有以下幾方面的優(yōu)勢(shì)：①煤礦巷道深度越大，采煤難度也就越大，利用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)能使巖壁、巷壁的穩(wěn)定性、承載力增強(qiáng)，促使煤礦巷道更堅(jiān)固，提高采煤的可靠性與安全性[2]；②高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用并不需要花費(fèi)太高的成本，不會(huì)受到環(huán)境、電力等因素的影響，實(shí)用性強(qiáng)；③高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)所應(yīng)用的材料便于攜帶、質(zhì)量輕，設(shè)備容易組裝，可以降低采煤人員的工作壓力；④高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)可以延長(zhǎng)煤礦巷道使用時(shí)間，后期維護(hù)難度小，可提高資金利用率，防止出現(xiàn)浪費(fèi)資金的現(xiàn)象，提高煤礦開采企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，降低成本。

2采煤掘進(jìn)中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用即出現(xiàn)的問題

2.1噴射混凝土支護(hù)技術(shù)

超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)包含多種方式，如干式噴射混凝土支護(hù)技術(shù)以及水泥裹砂噴射混凝土技術(shù)。所謂干式噴射混凝土支護(hù)技術(shù)是指將水泥、速凝劑以及混凝土等混合攪拌后配合適量水通過噴砂機(jī)作用，將礦井巷道圍巖墻壁上均噴以混合物，達(dá)到加固的目的。而水泥裹砂噴射混凝土技術(shù)顧名思義就是采用水泥裹住砂粒，隨后以壓縮空氣或者泵送將礦井巷道圍巖墻壁上均噴以混合物，達(dá)到加固的目的。在高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用前，采煤團(tuán)隊(duì)通常會(huì)制定施工方案，并根據(jù)該施工方案進(jìn)行具體施工操作，選擇合適的噴射混凝土技術(shù)。

2.2高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用策略

在煤礦巷道建立及延伸過程中，需要技術(shù)人員針對(duì)具體參數(shù)和實(shí)際情況建立完整的管控措施，從而保證管理效果和管理實(shí)際有效性。特別是在巷道頂部和巷道壁壓力進(jìn)行處理的過程中，要集中關(guān)注管控措施和管理效果，借助高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的穩(wěn)定性，提升牢固性，同時(shí)有效緩解實(shí)際壓力，切實(shí)維護(hù)地質(zhì)需求，從而提升掘進(jìn)工作的實(shí)際效果。另外，在煤礦掘進(jìn)工作運(yùn)行過程中，還利用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)對(duì)巷道頂部預(yù)壓力進(jìn)行綜合管控，確保其能在達(dá)到最大承載結(jié)構(gòu)后，實(shí)現(xiàn)壓力結(jié)構(gòu)和項(xiàng)目的最優(yōu)化，切實(shí)維護(hù)追蹤和測(cè)試項(xiàng)目最優(yōu)化，科學(xué)分析實(shí)時(shí)情況，利用最優(yōu)化且科學(xué)化的方式提升巖石實(shí)際處理效果，減少不良問題的出現(xiàn)，提升施工安全。高強(qiáng)技術(shù)在運(yùn)行過程中具有非常高的應(yīng)用價(jià)值，需要技術(shù)人員建立有效的技術(shù)應(yīng)用規(guī)劃，確保技術(shù)運(yùn)行框架符合技術(shù)要求。在支護(hù)階段建立初期，一定會(huì)出現(xiàn)一系列變形結(jié)構(gòu)和裂縫結(jié)構(gòu)，這就需要高強(qiáng)支護(hù)項(xiàng)目能在圍巖施工作用力的管控結(jié)構(gòu)下運(yùn)行最優(yōu)化的管控效果，確保圍巖連續(xù)變形問題能得到有效管控，實(shí)現(xiàn)整體煤礦開采項(xiàng)目的優(yōu)化運(yùn)行。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的管理人員要在技術(shù)推進(jìn)過程中，建立健全動(dòng)態(tài)發(fā)展規(guī)劃，進(jìn)一步強(qiáng)化認(rèn)知技術(shù)運(yùn)力和技術(shù)結(jié)構(gòu)，提升技術(shù)監(jiān)督機(jī)制的時(shí)效性，確保圍巖結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)和信息得到有效管理，一定程度上優(yōu)化高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的支護(hù)系統(tǒng)，能針對(duì)具體問題建立有效的管理措施，選取最優(yōu)化的解決方式，確保經(jīng)濟(jì)損失能降低到最低，甚至針對(duì)可能存在的問題建立完整的應(yīng)急預(yù)案，以保證能利用有效的措施提升高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的使用效果。

2.3技術(shù)創(chuàng)新問題

從高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的整體應(yīng)用情況上看，總體使用效果良好，值得注意的是，該技術(shù)在應(yīng)用過程中也存在一些缺陷。例如在支護(hù)初始階段，可能會(huì)出現(xiàn)滑動(dòng)、裂縫等現(xiàn)象。如果支護(hù)技術(shù)的應(yīng)力強(qiáng)于當(dāng)前應(yīng)力，則能有效控制變形現(xiàn)象，防止巖壁被破壞，對(duì)受壓狀態(tài)的圍巖具有保護(hù)作用，從而提升圍巖的穩(wěn)定性。若支護(hù)技術(shù)的應(yīng)力弱于當(dāng)前應(yīng)力，則會(huì)引起不良后果。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)具有隱蔽性，當(dāng)工作人員明確施工參數(shù)后，也難以制定施工流程，伴隨煤炭開采工作持續(xù)進(jìn)行，地壓會(huì)越來越強(qiáng)，采煤難度也相應(yīng)增加，地質(zhì)條件復(fù)雜程度更高。在這種情況下，若采煤團(tuán)隊(duì)未及時(shí)采取支護(hù)加固措施，則會(huì)引起坍塌事故，造成頂板垮落。

2.4惡劣條件

在煤炭開采過程中，還可能遇到多種惡劣條件，包括大傾角巷道高幫、沿空巷道、應(yīng)力巷道等。這種情況的處理難度非常大，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用也無法更好地解決上述問題，因受到高應(yīng)力因素的影響，極易造成頂部變形，導(dǎo)致巷道被破壞。如果在開采初期階段，頂部已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重變形，在回采工作中，這種變形會(huì)演變得更嚴(yán)重，巷道使用會(huì)受到較大影響，并且增加了采煤的安全風(fēng)險(xiǎn)，極易引起安全事故。

3煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用

3.1實(shí)現(xiàn)巷道的主動(dòng)支護(hù)

在高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中，采煤團(tuán)隊(duì)要采取措施，發(fā)揮巷道圍巖自承能力，從而使圍巖擁有足夠的預(yù)應(yīng)力，巷道能實(shí)現(xiàn)自主支護(hù)，提高該技術(shù)作業(yè)的安全性與穩(wěn)定性。

3.2高強(qiáng)支護(hù)聯(lián)合應(yīng)用

在施工作業(yè)中，采煤團(tuán)隊(duì)可聯(lián)合使用高強(qiáng)支護(hù)方法，從而最大程度降低地質(zhì)應(yīng)力對(duì)巷道所造成的不良影響，提高施工作業(yè)的安全性。巷道實(shí)際是井下施工的工作人員與外界聯(lián)系的一個(gè)通道，它與采煤人員的生命安全密切相關(guān)，通過將多種高強(qiáng)支護(hù)方法聯(lián)合應(yīng)用，有利于提高巷道穩(wěn)定性，保證采煤人員的人身安全。這種施工方法的應(yīng)用不僅可以推動(dòng)采煤企業(yè)的發(fā)展，而且有利于實(shí)現(xiàn)采煤事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3.3施工前考察現(xiàn)場(chǎng)的具體情況

在施工前，工作人員需進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行考察，明確煤礦開采條件，綜合評(píng)估施工難度，考察內(nèi)容包括地貌地形、地質(zhì)條件、溫度等，并結(jié)合所學(xué)知識(shí)，計(jì)算各項(xiàng)參數(shù)，選取最可靠、最合理的支護(hù)方法，確保采煤作業(yè)有序進(jìn)行。在支護(hù)作業(yè)實(shí)施前，采煤團(tuán)隊(duì)可進(jìn)行預(yù)實(shí)驗(yàn)，確保支護(hù)方案的可行性，當(dāng)確定支護(hù)方法后，便可開始施工作業(yè)，確保高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)能充分發(fā)揮作用，獲取良好的支護(hù)效果。

結(jié)語

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用大大提升了巷道的可靠性與穩(wěn)定性，能獲取顯著的支護(hù)效果，可保障巷道安全性，降低復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境中的煤礦開采難度，充分保證煤礦開采工人的安全，積極提高機(jī)械化的水平從而提升我國(guó)煤炭開采工作的效率以及安全性。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭永良.采煤掘進(jìn)中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2015（12）：30-31.

[2]樊雷.探討煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用[J].能源與節(jié)能，2016（07）：46-47.