煤礦掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用分析

郝琰嶠

摘 要：目前，在深部“三高一擾動”的影響下，煤礦掘進(jìn)支護(hù)與傳統(tǒng)支護(hù)有很大不同。因此，分析復(fù)雜地質(zhì)條件下的煤礦掘進(jìn)支護(hù)技術(shù)對于指導(dǎo)煤礦安全生產(chǎn)具有重要意義。

關(guān)鍵詞：煤礦采煤掘進(jìn)工作;高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù);應(yīng)用

引言

隨著煤礦開采和掘進(jìn)工作的不斷發(fā)展，一些潛在的安全威脅逐漸顯現(xiàn)出來，成為制約煤礦正常采煤工作秩序的重要原因。以采煤掘進(jìn)的支護(hù)安全隱患為主要代表，在采煤生產(chǎn)過程中，由于支護(hù)強(qiáng)度或支護(hù)質(zhì)量不足，容易造成掘進(jìn)工作面坍塌或其他危害。

1技術(shù)原理

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)主要是在深部采煤過程中對整個巷道進(jìn)行支護(hù)，可以更好地解決復(fù)雜環(huán)境下巷道的不安全性，也可以有效克服支護(hù)結(jié)構(gòu)的特殊問題，使整個開采更加高效和安全。對于高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)，具體操作過程中需要做的工作：首先，在正式開挖前，相關(guān)人員應(yīng)對施工現(xiàn)場進(jìn)行詳細(xì)的勘察，制定科學(xué)合理的施工方案。同時，為了更有效地解決隧道塌方問題，需要在具體位置有效安裝相關(guān)預(yù)警裝置;其次，對高強(qiáng)度支護(hù)過程中使用的設(shè)備進(jìn)行測量，確保承載強(qiáng)度滿足要求，同時要留有一定的可調(diào)空間，以便后期再次加強(qiáng)巷道的強(qiáng)度。此外，在使用高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)時，應(yīng)根據(jù)相關(guān)使用特點(diǎn)優(yōu)化控制方式，使整個巷道更加穩(wěn)定和安全。

在煤礦掘進(jìn)中，高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的使用大多是基于懸掛原理。通過規(guī)定錨桿長度、錨桿直徑、錨桿排距等具體數(shù)值，可以掌握錨桿承載力、錨固力等詳細(xì)因素，達(dá)到保持錨桿穩(wěn)定、傳遞巖石應(yīng)力、消除豎向應(yīng)力的效果，從而有效避免和準(zhǔn)確控制煤礦巷道變形，提高巷道支護(hù)效果。但是，在實(shí)際的煤礦開采和掘進(jìn)工作中，高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的使用必須根據(jù)煤礦巷道的具體情況，通過明確巷道巖層的受力情況，可以選擇高強(qiáng)度的支護(hù)方式和錨桿材料，而不僅僅是樹脂錨桿的唯一材料。此外，隨著煤礦巷道開挖的不斷推進(jìn)，巷道壁和巷道頂部的巖石壓力會更大，巷道周圍的巖石會出現(xiàn)一些裂縫甚至斷裂。此時，如果不采取有效的支護(hù)措施，就會發(fā)生煤礦巷道坍塌事故，影響巷道安全。高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可以有效解決巷道中巖壁壓力過大的問題，通過保證巖壁的完整性來保護(hù)巖壁免受破壞。其中，延長桿的使用還可以有效增強(qiáng)錨桿的使用效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對巖壁變形的控制。結(jié)合高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境，主要作用于巷道頂部空間。通過開啟預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)，可以自動處理巷道頂部巖壁過大的預(yù)壓力，避免巖壁變形。

2高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

就目前情況而言，在煤礦開采和掘進(jìn)中使用高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)具有很好的效果。但是，由于高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)使用時間短，在具體使用過程中還存在很多問題，使得高強(qiáng)度支護(hù)的使用沒有得到廣泛推廣。對于高應(yīng)力的巷道，在掘進(jìn)過程中會受到多種因素的影響，導(dǎo)致巷道頂部出現(xiàn)不同程度的變形，在此過程中會發(fā)生收縮變形。在這種情況下，對隧道施工非常不利，在隧道施工過程中容易發(fā)生許多不安全事故，威脅施工人員的生命安全。同時會給相關(guān)企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，不同程度地影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。此外，在沿空掘巷過程中，要嚴(yán)格使用高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)，進(jìn)一步加固巷道，使巷道更加安全。同時，如果在開采作業(yè)過程中不對巷道進(jìn)行加固，巷道會發(fā)生不同程度的變形，破裂面的收縮總是會加強(qiáng)，對整體開采進(jìn)度影響很大，甚至?xí)l(fā)生很多不安全事故，從而使施工人員在具體施工過程中的安全得不到保障，給煤炭企業(yè)造成經(jīng)濟(jì)損失，降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。目前，在高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的使用中，檢測機(jī)制的制定和實(shí)施還存在許多不足，因此相關(guān)人員必須采取措施加大關(guān)注力度，以便于相關(guān)監(jiān)測機(jī)制在煤礦開采和掘進(jìn)過程中的實(shí)施，使其作用最大化，并為其他技術(shù)的研發(fā)提供一定的參考，使煤礦開采和掘進(jìn)工作能夠安全穩(wěn)定地進(jìn)行，為相關(guān)煤炭企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

3中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用分析

3.1光爆錨噴支護(hù)技術(shù)

在煤礦掘進(jìn)中，使用光爆錨噴支護(hù)技術(shù)的時候應(yīng)該合理設(shè)置光爆錨噴網(wǎng)的參數(shù)，具體包括炸藥用量、不耦合系數(shù)、實(shí)際裝藥的結(jié)構(gòu)、最小抵抗線以及炮孔間距數(shù)值等等。在確保光爆錨噴的各項(xiàng)系數(shù)得以有效把控的基礎(chǔ)之上，才能夠?yàn)槌浞直Ｕ舷锏赖闹ёo(hù)效果提供良好的環(huán)境，這樣一來也能夠起到加強(qiáng)采煤掘進(jìn)安全性的作用。光爆錨噴技術(shù)的具體使用原理如下：主要是為了能夠充分將錨桿的懸吊作用充分發(fā)揮出來，在圍巖周邊的較深位置處，使礦井巷道中的光爆錨噴網(wǎng)形成特定面積的加固拱，從而起到加強(qiáng)圍巖補(bǔ)強(qiáng)效果的作用，以此來有效提升巷道深部圍巖的穩(wěn)定性。與此同時，還可以充分發(fā)揮出組合梁的功能，其不僅能夠有效改變圍巖的應(yīng)力環(huán)境，同時還能夠加強(qiáng)巷道頂板荷載和底板荷載，起到控制圍巖的變形程度和圍巖松動程度的作用，起到支護(hù)作用。光爆錨噴技術(shù)的使用，不僅適用范圍較廣，同時其安全性也相對較強(qiáng)，能夠在花費(fèi)較少的成本的基礎(chǔ)之上，起到很好的巷道圍巖支護(hù)作用。

3.2組合高強(qiáng)度支撐技術(shù)

聯(lián)合高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用具有主動性和綜合性的特點(diǎn)，可以與其他支護(hù)手段相結(jié)合，進(jìn)一步提高支護(hù)效果。比如組合式高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)，可以初步實(shí)現(xiàn)錨背支護(hù)與鋼架支護(hù)相結(jié)合，進(jìn)而增強(qiáng)巷道圍巖的支護(hù)效果。在實(shí)踐中，采用聯(lián)合高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)可以有效解決煤礦巷道深部變形問題。通過在巷道頂側(cè)設(shè)置錨桿后支護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)巷道內(nèi)支護(hù)和外支護(hù)之間錨桿支護(hù)的協(xié)同作用，從不同角度增強(qiáng)巷道的支護(hù)效果。使用組合式高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的要點(diǎn)如下：一、主動性。聯(lián)合高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)能夠主動支護(hù)煤礦巷道圍巖不變形、不坍塌，進(jìn)而達(dá)到保證巷道圍巖安全的效果。然而，聯(lián)合高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用必須建立在合理的支護(hù)方案基礎(chǔ)上，只有確定巷道圍巖的預(yù)應(yīng)力和豎向應(yīng)力的限值，才能更好地保證巷道的安全。第二，全面性。使用組合式高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的要點(diǎn)也體現(xiàn)在全面性上，可以綜合運(yùn)用多種支護(hù)手段，從而解決不同支護(hù)手段的缺陷和不足。如錨背與型鋼的聯(lián)合應(yīng)用，高強(qiáng)度錨桿和錨索的應(yīng)用等，通過綜合利用不同的支護(hù)手段，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合支護(hù)。

3.3噴射混凝土支護(hù)技術(shù)

在煤礦采掘過程中采用噴射混凝土支護(hù)技術(shù)可以進(jìn)一步加強(qiáng)支護(hù)強(qiáng)度。其主要原理是使用多種混凝土，從而增加巷道支護(hù)強(qiáng)度，增強(qiáng)支護(hù)效果。在混凝土應(yīng)用過程中，有三種廣泛使用的噴射混凝土支護(hù)方法，即濕式噴射混凝土、干式噴射混凝土和覆砂噴射混凝土。這三種方法是利用相關(guān)的機(jī)械設(shè)備和人工操作，將一定比例的水泥、混凝土和速凝劑混合，在巷道中需要支護(hù)的位置進(jìn)行噴壁，從而形成高強(qiáng)度的支護(hù)體。其中，水泥砂漿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)是近幾年才出現(xiàn)的一種新的支護(hù)方法。其應(yīng)用原理主要是用水泥包裹礫石，然后用泵將制備好的混合物從噴嘴噴出，形成高強(qiáng)度的支撐體。

結(jié)語

總的來說，在當(dāng)前深部煤炭開采過程中，高強(qiáng)度支護(hù)技術(shù)的有效使用發(fā)揮著重要作用，不僅可以提高煤炭開采的安全性和穩(wěn)定性，還可以提高施工效率，增強(qiáng)煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，對于煤炭企業(yè)來說，有必要更加重視這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，同時根據(jù)具體情況制定合理、科學(xué)的施工方案，確保開采的順利完成。此外，相關(guān)人員在施工過程中也需要嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)定，希望本文的討論能給相關(guān)人員帶來一些幫助。目前，我國的煤礦安全事故時有發(fā)生，其中頂板事故大部分的原因都是因?yàn)闆]有做好巷道的支護(hù)和監(jiān)測工作。因此，在煤礦掘進(jìn)工作當(dāng)中使用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)日益成為必然的要求和選擇。

參考文獻(xiàn)

[1]石長春.淺析煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)[J].科技風(fēng)，2020（14）：16.

[2]藺軍發(fā).煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的運(yùn)用[J].當(dāng)代化工研究，2020（09）：103-104.