摘要：作为煤炭能源消耗大国，我国的经济发展离不开煤矿的开采，煤矿采掘的安全问题也是我国社会普遍关注的问题。本文从原理、优点等多方面阐述了高强支护技术，针对常见的巷道破坏因素及破坏类型及因素进行分析，探讨煤矿采掘中高强支护技术应用所需要注意的事项。
关键词：煤矿采掘；巷道；高强支护
引言
随着经济发展，人们对煤炭的需求量也随之增加，煤矿资源大量开采导致地表煤炭迅速枯竭，逐渐从地面向更深处延伸。随着煤矿巷道开采越来越深，对安全性与稳定性的要求也越来越高，因此针对高强支护技术进行深入研究对中国煤矿开采作业有一定的现实意义，本文立足于高强支护技术，探讨煤矿采掘中高强支护技术的关键要点。
1高强支护技术原理、分类及优点
1.1高强支护技术作用原理
巷道掘进会打破地下岩层的原本应力状态，应力重新分布而形成次生应力场，而且掘进多条巷道还会产生应力叠加效应，当各种因素导致应力作用力大于围岩强度时就会发生巷道的变形破坏。因此，为了保障煤矿采掘的安全进行，必须对巷道的变形破坏采取有效的预防和控制措施。高强支护技术是当前最为常见和实用的一种预防控制巷道变形破坏的方式，其原理是：通过对围岩的径向约束来改变其受力状态，从二向受力变为三向受力能够有效提高围岩的承载能力，从而达到预防控制巷道变形破坏的目的。
1.2高强支护技术分类
支护技术的发展已经经历了漫长的时间，其种类繁多复杂且各具特色，本文以支护构件对围岩的作用方式为依据，将常见的支护技术简单归纳为四类：第一类是被动支护技术，以支架、U型钢以及套灰、砌碹等为代表。这类技术以强化表面支护抗力的方式来约束围岩，从而阻止其变形破坏。第二类是壁后混凝土填充技术。这一类技术通常基于使用了第一类被动支护技术的基础上，其特点是：通过混凝土的浇筑填充，将支架、混凝土和围岩连成整体，从而提高巷道的稳定性。第三类是主动支护技术，这类技术以锚杆、锚索为典型。与前两类支护技术相比，主动支护技术除了加强表面的支护抗力外，更从围岩内部产生作用，从而压实结构面。第四类支护技术，主要是实施于节理裂隙发育的破碎型围岩类型。通过注浆等方式改变围岩岩体结构，从整体提高强度与弹性模量，发挥加固岩体的作用。
1.3高强支护技术的优势
高强支护技术成本较低，因此能够在短时间内被迅速推广应用，这有利于高强支护技术的完善。使用高强支护技术能有效降低煤矿采掘作业的难度，从而降低煤矿采掘作业的风险成本，提高煤炭企业的经济效益。使用高强支护技术能改善煤矿采掘的工作环境，使相关工作人员的生命安全有了更多的保障，并为许多先进的煤矿采掘技术提供了实施的环境。由于高强支护技术具有良好的支护功能，因此施工单位不用过于频繁地维护，保证煤矿采掘的连续性，有效提升了生产效率。
2高强支护技术应用中的注意事项
2.1设计因地制宜的方案
我国地域广阔，各地区地质条件差异巨大，煤炭资源的深度也不尽相同。因此，高强支护技术的具体应用，应当在分析现场地质因素等方面的具体情况，建立力学模型的前提下，因地制宜地进行施工方案的设计，对施工所需的支护构件进行合理安排，科学计算支护的各项参数。此外，通过实验进行验证，根据实验的数据结果修正设计方案。
2.2细致把握支护过程
高强支护技术的实际应用是一个循序渐进的过程，因此需要细致把握整个过程，使采掘施工快速地实施。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际施工中，通常会在支护初期发生变形，应当确保支护对周边岩体的约束力；对于使用主动支护技术的情况，应当对巷道锚杆的阻碍进行加强，通过高强支护系统的延伸杆体，控制支护初期的变形；通过使用锚梁，对高强支护进行承接及固定的加强，并且分担支护的压力。
2.3构建监测体系机制
高强支护监测体系系统的主要作用是：对围岩、支护构件等进行信息采集；通过分析信息，随时了解高强支护及围岩的变化情况；以信息为依据，改进高强支护系统等。在煤矿采掘的实际工作中，构建相对完善的监测体系机制的重要意义在于：了解巷道围岩及支护当前实际状况，在科学分析后能够及时发现安全隐患，针对性地采。
3高强支护技术在煤矿采掘作业中的应用
3.1高强支护技术在软岩巷道中的应用
软岩巷道一直是煤矿采掘作业的难点，加强软岩结构巷道的支护，能够减少安全事故的发生。软岩巷道的稳定性较差，围岩节理裂隙发育，这在一定程度上增加了煤矿采掘作业过程中巷道变形的可能性，因此使用高强支护技术能够有效减少顶板事故的发生率，保证软岩巷道结构煤矿开采的安全性。此外，应从软岩巷道结构的实际情况出发，制定科学的顶板支护管理制度，保证井下采掘作业在高效、有序的管理环境下进行，切实把握好质量关，针对支护所用到的设备，施工单位应该加强管理，从而保证支护设备能够满足井下采掘工作面顶板安全方面的需要。通常来说，可以从支护设备的稳固、整齐、质量三个方面评价顶板支护设备的好坏，相关单位应定期对开采支护设备的质量进行检修，从而保证支护设备能够发挥更大的支护效果，保证井下开采工作人员的生命安全。
3.2高强支护技术在预破碎煤层的应用
在煤矿采掘的过程中，经常会使用到爆破技术，爆破技术势必会对巷道结构与周围的岩层造成一定影响，因此针对预破碎煤层进行支护，能够有效提高煤矿采掘的安全性，减少爆破事故发生的可能性。当爆破发生时，通常以爆破点为中心，周围岩层会受到不同程度的影响，针对松动岩层进行加固，能够减少巷道垮落、松榻事故的发生。可以在爆炸作业前，对关键的围岩进行锚固加强，充分发挥围岩自身的承载力，促使巷道岩层所承受的压力转移，能够在一定程度上防止围岩变形，促使围岩从不稳定向稳定转化。
3.3高强支护技术在煤矿采掘中的应用
为了保证煤矿采掘作业能够安全、有序进行，应该做好采掘巷道的支护工作，提高煤矿采掘的速度。可以用锚梁分担巷道所承受的压力，从而达到巩固巷道的效果。采取构造带厚煤层回采策略，能够有效减少顶板下沉、冒顶的情况，因为采煤工作面与局部厚煤层相连，因此能够起到良好的支撑效果，从而保证顶板的稳定性。为了应对顶板的冒落现象，应该采用液压支架，在煤层与岩层之间形成一个隔离带，大大缓解煤层顶板下沉的情况，最终实现顶板稳定。利用高强支护技术的隐蔽性，科学布置应用煤矿巷道支护的锚杆，从而保证掘进的施工质量。相关工作人员需要主动与施工人员取得联系，做好技术交底工作，提升高强支护技术的应用效果。
结语
在采掘煤矿的时候，经常会出现煤矿安全事故，人们也越来越重视煤矿的安全问题，而借助高强度的支护构造抗压实现煤矿巷道顶板抗压性能的提升，进而转移应力，倘若巷道顶板的抗压性能不理想，以及压力较大，那么可以借助分散压力的方式。倘若巷道顶板的抗压性能比较理想，那么能够借助集中应力的手段，避免破坏其它顶板。在煤矿掘进中越来越普遍应用高强支护技术的影响下，以及在研发新型材料的影响下，能够更进一步地提升其抗压性能。
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论文作者:陈智
论文发表刊物:《基层建设》2018年第4期
论文发表时间:2018/5/23
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