煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

（山西蘭花科技創(chuàng)業(yè)股份有限公司望云煤礦分公司 山西 048400）

隨著煤礦采煤掘進(jìn)工作的不斷展開(kāi)，一些潛在的安全威脅因素也逐漸顯現(xiàn)，成為制約煤礦正常采煤工作秩序的重要原因。以煤礦采煤掘進(jìn)的支護(hù)安全危險(xiǎn)為主要代表，在煤礦的采煤生產(chǎn)過(guò)程中，很容易出現(xiàn)由于支護(hù)強(qiáng)度或者支護(hù)質(zhì)量不夠，而造成煤礦采煤掘進(jìn)工作面出現(xiàn)坍塌或者其他危害等情況。下面主要對(duì)煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用情況展開(kāi)分析，進(jìn)而選擇相應(yīng)的支護(hù)手段來(lái)不斷提高并保障煤礦采煤掘進(jìn)工作的支護(hù)安全。

1.煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用情況分析

據(jù)有關(guān)調(diào)查顯示，我國(guó)大多數(shù)煤礦在采煤掘進(jìn)工作過(guò)程中，都會(huì)選用不同的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)來(lái)保障巷道的支護(hù)安全，進(jìn)而維護(hù)正常的煤礦生產(chǎn)秩序。結(jié)合實(shí)踐中煤礦采煤掘進(jìn)工作中對(duì)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，其主要的應(yīng)用情況如下：

(1)技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

結(jié)合煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐情況，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)總體的應(yīng)用特點(diǎn)集中在三個(gè)方面：第一，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)增強(qiáng)了煤礦巷道以及采煤工作面等位置巖層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，即使煤礦巷道的深度以及開(kāi)采難度會(huì)有所增長(zhǎng)，但也可以隨之實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦巷道巖層穩(wěn)定性的提升，從而有效保障了開(kāi)采工作人員的安全，維持了正常的煤礦開(kāi)采秩序。第二，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)與其他支護(hù)技術(shù)相比，有更高的穩(wěn)定性，雖然不同的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)手段也存在相對(duì)應(yīng)的技術(shù)操作要點(diǎn)，但在支護(hù)效果上均好于其他支護(hù)方法，可以提高煤礦巷道的穩(wěn)定性。第三，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，往往操作難度較低，不需要有大量其他的輔助材料來(lái)完成對(duì)巷道的穩(wěn)定支護(hù)，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的支護(hù)操作，降低煤礦支護(hù)的操作難度，進(jìn)而節(jié)省支護(hù)時(shí)間。

(2)技術(shù)原理

在煤礦采煤掘進(jìn)工作中，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的利用多以懸吊原理為基礎(chǔ)，通過(guò)明確包括錨桿長(zhǎng)度、錨桿直徑、錨桿間排距等具體數(shù)值，來(lái)掌握錨桿的承載力、錨固力等詳細(xì)因素，達(dá)到維持錨桿穩(wěn)定、傳遞巖層應(yīng)力、消除垂直應(yīng)力的效果，從而有效避免并準(zhǔn)確控制煤礦巷道的變形情況，以提高對(duì)巷道的支護(hù)效果。但在實(shí)際的煤礦采煤掘進(jìn)工作當(dāng)中，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的利用必須以煤礦巷道的具體情況為基礎(chǔ)，通過(guò)明確巷道巖層的應(yīng)力情況來(lái)選擇確定高強(qiáng)支護(hù)手段以及所采用的錨桿材質(zhì)等，不局限于樹(shù)脂錨桿的唯一用材。

此外，隨著煤礦巷道掘進(jìn)工作的繼續(xù)推進(jìn)，巷道壁以及巷道頂部等位置所承受的巖層壓力也就越大，在巷道周?chē)膸r體上開(kāi)始出現(xiàn)了一些裂縫甚至破裂的情況。此時(shí)，如果不采用有效的支護(hù)手段，就會(huì)造成煤礦巷道發(fā)生坍塌的事故，影響到巷道安全。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可以有效解決巷道巖層巖壁的承載壓力過(guò)重的情況，通過(guò)保障巖壁的完整來(lái)保護(hù)巖壁可以不被損壞。其中，延伸桿的利用也可以有效增強(qiáng)錨桿的利用效果，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)巖壁變形的控制。結(jié)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用環(huán)境，其多作用于巷道的頂部空間，通過(guò)開(kāi)啟預(yù)應(yīng)力承載結(jié)構(gòu)的方式，自動(dòng)應(yīng)對(duì)巷道頂部巖壁的預(yù)壓力過(guò)大的情況，避免巖壁變形。

2.煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐

上面已經(jīng)對(duì)煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了大致分析，由此，在實(shí)踐中應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)就需要從技術(shù)原理出發(fā)，結(jié)合技術(shù)應(yīng)用的注意事項(xiàng)以及不同的技術(shù)應(yīng)用手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦巷道支護(hù)方式的改變，進(jìn)而增強(qiáng)巷道內(nèi)部的支撐效果，保障巷道安全。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐如下：

(1)技術(shù)應(yīng)用注意事項(xiàng)

在煤礦采煤掘進(jìn)工作當(dāng)中應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，需要注意的內(nèi)容包括了三個(gè)方面：其一，在高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用之前，對(duì)煤礦巷道等具體的應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)查看與研究，并著重注意巷道內(nèi)部的松動(dòng)、頂板巖層等具體情況，為高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用提供全面、有利的數(shù)據(jù)作為信息支撐。其二，在高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用過(guò)程中，通常需要在煤礦的槽鋼設(shè)備與錨索頭之間進(jìn)行錨桿盤(pán)的安裝，通過(guò)增加錨桿盤(pán)和鋼槽高度的方式，達(dá)到有效提升巷道圍巖支護(hù)能力的目標(biāo)。其三，在選擇高強(qiáng)支護(hù)手段的過(guò)程中，還需要注意煤礦巷道的走向問(wèn)題，通過(guò)設(shè)計(jì)科學(xué)、合理的支護(hù)方案，來(lái)保障并充分發(fā)揮高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的價(jià)值，這也是開(kāi)展高強(qiáng)度支護(hù)的基礎(chǔ)。

(2)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)

噴射混凝土支護(hù)技術(shù)是高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的重要代表，其是通過(guò)向巷道圍巖噴射混凝土的方式，來(lái)達(dá)到支撐巷道圍巖的效果。噴射混凝土技術(shù)在利用過(guò)程中，是用噴射設(shè)備將包裹砂漿或者干式混凝土等材料的水泥，通過(guò)壓縮空氣的作用，把水泥混合物充分、完整的噴射到巷道圍巖表面，從而完成對(duì)煤礦巖層和巷道的固定，提高其牢固性，進(jìn)而保障煤礦巷道的安全。圖1為典型的煤礦巷道圍巖經(jīng)過(guò)混凝土噴射后的效果圖。

圖1

結(jié)合噴射混凝土支護(hù)技術(shù)的利用形式，在具體操作上，首先需要對(duì)水泥、砂石、干式混凝土等材料進(jìn)行充分的攪拌處理，在經(jīng)過(guò)砂漿機(jī)的充分混合之后，通過(guò)噴頭再?lài)娚涞较锏缼r層的表面位置，完成噴射與加固處理。噴射混凝土支護(hù)技術(shù)是對(duì)原有料石砌碹和混凝土襯砌支護(hù)方式的良好改進(jìn)，不僅提高了支護(hù)效果，而且還具有操作簡(jiǎn)單、成本低、效率高的優(yōu)點(diǎn)。

(3)光爆錨噴網(wǎng)支護(hù)技術(shù)

圖2

光爆錨噴網(wǎng)支護(hù)技術(shù)是利用光爆錨噴網(wǎng)來(lái)進(jìn)行巷道圍巖的支護(hù)。在實(shí)踐中，多是利用錨桿的支護(hù)加固效果來(lái)加固巷道巖層，增加圍巖的剪應(yīng)力從而達(dá)到穩(wěn)定巷道、保障開(kāi)采安全的結(jié)果。在具體操作方式上，是通過(guò)在煤礦巷道的深部圍巖位置設(shè)置一定弓形結(jié)構(gòu)等形式，加固提升相應(yīng)位置的圍巖穩(wěn)定性；同時(shí)，利用懸吊原理做好固定，并通過(guò)發(fā)揮錨桿的支撐作用，使得巖層可以具有一定的荷載效果。圖2為典型的光爆錨噴網(wǎng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例。

結(jié)合光爆錨噴網(wǎng)的支護(hù)特點(diǎn)，其對(duì)于煤礦巷道內(nèi)部圍巖出現(xiàn)部分散落石塊的情況，有著極為高效的處理方式和高質(zhì)量的處理效果；而且，光爆錨噴網(wǎng)還具有一定的補(bǔ)強(qiáng)效果，可以通過(guò)在巷道周?chē)鷩鷰r上設(shè)置錨桿的方式，重新合理分配巷道圍巖的荷載情況，從而減少?lài)鷰r的壓力，提高圍巖穩(wěn)定性。

(4)聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)

聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，具有主動(dòng)性、綜合性的特點(diǎn)，并可以通過(guò)與其他支護(hù)手段相結(jié)合的方法，進(jìn)一步提高支護(hù)的效果。比如，聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)可以初步實(shí)現(xiàn)錨背支護(hù)、型鋼架支護(hù)等手段的聯(lián)合，進(jìn)而增強(qiáng)對(duì)巷道圍巖的支護(hù)效果。在實(shí)踐中，聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的利用可以有效解決煤礦巷道內(nèi)部的深部位置變形問(wèn)題，通過(guò)在巷道頂部、巷道側(cè)面等位置設(shè)置錨背支護(hù)，達(dá)到巷道內(nèi)部支護(hù)與外部支護(hù)協(xié)同錨桿支護(hù)的目的，進(jìn)而從不同角度增強(qiáng)對(duì)巷道的支護(hù)效果。

聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的利用要點(diǎn)如下：其一，主動(dòng)性。聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)可以在尚未發(fā)生變形或者塌陷的情況下，主動(dòng)支撐煤礦巷道圍巖，進(jìn)而達(dá)到保障巷道圍巖安全的效果。但是，聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的利用須以合理的支護(hù)方案為基礎(chǔ)，只有明確巷道圍巖的預(yù)應(yīng)力、垂直應(yīng)力界限，才能更好保障巷道安全。其二，綜合性。聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的利用要點(diǎn)還體現(xiàn)在綜合性上，其可以將各類(lèi)支護(hù)手段進(jìn)行綜合化應(yīng)用，從而解決不同支護(hù)手段存在的缺陷以及不足。比如，錨背和型鋼的聯(lián)合應(yīng)用、高強(qiáng)度錨桿和錨索的應(yīng)用等，通過(guò)不同支護(hù)手段的綜合利用，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合支護(hù)。

3.總結(jié)

綜上所述，分析煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的利用，是從高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用情況以及應(yīng)用實(shí)踐等兩個(gè)角度出發(fā)，通過(guò)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)、應(yīng)用原理、應(yīng)用注意事項(xiàng)以及應(yīng)用手段等內(nèi)容分析，推進(jìn)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的多重利用，從而不斷提高對(duì)煤礦巷道圍巖的支護(hù)效果，保障巷道安全和正常的煤礦開(kāi)采秩序。