关键词：矿井采掘；顶板；高强支护技术；应用实践
引言
我国经济建设最重要的资源之一是煤炭资源，同时煤炭资源也广泛用于各项领域，煤矿资源特有的优势也是煤炭产业发展的重要原因。因此，要充分利用一些高级技术来保证煤矿的效率和安全，所以要重视对高强度支护技术在煤矿掘进中应用的研究和分析。因为高强度支护技术是遵循实际巷道条件，能有效提高围岩的预应力，保障巷道安全，因此是一种主动、有效的巷道围岩控制技术。
1高强度支护技术简介
高强度支护技术应用于煤矿采掘工作，可有效提高煤矿采掘安全性，从而保证煤矿资源的开采质量。高强度支撑技术的主要功能是支撑顺槽的顶板，在对巷道采取高强度支护之前，对巷道围岩应力进行全面检测、获取和分析相关数据。接着，根据分析结果和巷道的实际空间布局及用途，制定了科学合理的高强度支护方案。通过这项技术实现了巷道的高强度支护，其主要目的是加强巷道围岩整体强度，从而减少采掘过程中的安全事故。在巷道支护前，结合巷道实际围岩特性，对支护锚杆（索）采取增加球形垫圈、特制拱高型托盘的形式，提高打注预紧力，有效提高锚杆（索）整体组合构件的承载能力，增强对巷道围岩的支护强度，从而有效保障煤矿采掘过程中的安全性。决定高强度支护方案时，必须考虑到顶板应力突然急剧增大的特殊情况，锚杆（索）组合支护构件必须具有一定的延伸性能，在顶部应力值超过支护组合构件的设计承载能力时能在一定延伸范围内释放顶板压力，控制顶板完整性，从而降低顶板冒顶事故的发生。在高强度支护技术的作用下，以抵消垂直力的方式加强巷道四周围岩的整体承载能力，大大提高了采掘过程中围岩稳定性，有效保障煤矿安全开采。
2矿井掘进高强度支护技术作用
一是高强度支护技术对巷道顶板的支护作用。采取高强度支护技术措施，提高锚杆（索）组合构件施工预紧力，对顶板提供更强的支撑力，为煤矿开采工作提供安全的环境。二是减少岩巷变形情况。高强度支护技术降低岩巷变形可能性；根据煤矿开采工作的实际情况分析，尤其是煤（岩）层的埋深、自然形态、应力分布等，对具体数据进行总结和调整，最后选择科学、安全、合理的支护方法；高强度支护技术通过扩大单根锚杆（索）的预应力场范围从而使顶板形成相互叠加、连续稳定的支护应力场，进而提高岩石自身的承载能力，充分发挥岩石自身的作用，从而使高强度支护技术起到可靠的支护作用。
3矿井掘进高强度支护技术的应用研究
以平朔井工一矿19111辅运掘进顺槽为例，对普通支护技术与高强度支护技术应用进行模拟及实践对比：
3.1普通支护技术：锚杆低预紧力（120N·m），无W型钢带等组合构件
图1：普通锚杆支护应力分布情况图
3.2高强度支护技术：采用抗拉强度540MPa的锚杆配套球形垫圈、拱高型高强度托板，预紧力达到300N·m，并配合W型钢带等组合构件
图2：高强度锚杆支护应力分布情况图
可见，在高锚杆预应力条件下，锚杆支护产生的预应力值大，形成的有效压应力区范围广，几乎覆盖了整个顶板，锚杆的主动支护作用得到充分发挥。配合钢带时，锚杆形成的有效压应力区在沿钢带长度方向上显著扩大。在顶板表面附近，有效压应力区呈椭圆形分布，彼此相互连接，形成连续的有效压应力带，预应力扩散范围大，锚杆能有效支护锚杆之间的围岩。钢带实现了锚杆预应力的有效扩散，显著提高了对锚杆之间围岩的支护作用，支护系统的整体支护效果明显改善。
4结论
经过19111辅运掘进顺槽现场应用实践与理论数值模拟结合比对发现，在高强度支护技术下，通过一定方式提高锚杆预紧力、同时配合W型钢带等组合构件对顶板进行主动支护，能够使顶板支护形成连续整体的预应力场，有效控制巷道围岩稳定性，提高围岩自身承载能力，减少顶板应力急剧增大造成的围岩失稳引发的顶板离层冒顶事故，尤其是对地质条件复杂、顶板节理裂隙发育充分、顶板软岩等条件下的巷道支护效果尤为显著，是一种值得推广、可靠易行的矿井支护技术。
结束语
在煤矿的采掘过程之中，需通过对支护新技术理论与实践相结合的方式，不断进行优化调整，进一步对这项技术进行深入研究与创新，这样就可以让其在煤矿掘进过程中，不断发挥它的作用。在巷道掘进中保证掘进工作的的安全和稳定，减少煤炭开采的事故发生，确保掘进施工的正常开展以及相应安全性，对各类风险隐患进行有效、科学的控制，进而推进煤炭企业的顺利、健康、安全、稳定发展。
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作者简介：曹林（1990.3）男；民族（汉族），籍贯：山西省朔州市；2012年毕业于中国矿业大学（北京）；现供职：中煤平朔集团有限公司井工一矿；职称：助理工程师；研究方向：煤矿掘进工作中的高强度支护技术研究与应用；?身份证号：140603199003023819
论文作者:曹林
论文发表刊物:《建筑实践》2019年第38卷第13期
论文发表时间:2019/12/3
标签：巷道论文; 顶板论文; 围岩论文; 高强度论文; 技术论文; 煤矿论文; 应力论文; 《建筑实践》2019年第38卷第13期论文;