国家能源集团包头能源公司李家壕煤矿 内蒙古 017000
摘要：煤矿在中国社会中有重要的作用，但是采煤工作的危险比较大，经常发生安全事故，为了保证煤矿安全，必须加强对工作面的支护，并进行安全高效的开采控制，从而提高煤矿开采的效率和安全性。
关键词：煤矿；工作面；支护；安全
前言：从性质上来说，采煤工作本身就具有很高的危险性。煤矿由于深处大山内部，所以很容易会出现矿井坍塌、瓦斯爆炸等危险，对采煤工人的生命造成威胁。造成煤矿事故的影响因素主要是采煤工作面支护不到位、管理不全面、支护强度降低等，这些都和支护技术的应用具有较大的关系。所以，有必要采取更科学的方法合理设计井下工作面的支护体系，这样不但可以保证工作人员的安全，还能够降低实际支出成本。
1煤矿井下工作面支护技术
煤矿井下工作面支护技术主要体现在支护设备上，把支护设备的安全性和质量提高起来，工作面支护技术就能随之提高。工作面支护设备的选择并不是简单的事情，要考虑到很多方面的因素，例如，开采地的地形、气候、土壤硬度、支护设备等。
1.1考虑到开采地区的地形和开采深度
拥有丰富的煤炭资源的地区有很多，这些地区地形类型多种多样，不同的地形适合的支护设备也是不同的，在支护设备的选择上一定要选择适合该地地形的设备，让支护设备可以发生出更大的作用。例如，如果开采地区的地形比较平缓，地形高度差比较小，在支护设备的选择上应该选择适合平地使用；如果开采地区的地形比较陡峭，高度差比较大，就要选择适合该地行的支护设备。
1.2支架选择
（1）合理选择支架类型。当前应用最广泛的支架有掩护式、支撑式、支撑掩护式三种类型，不同的支架类型可以应对不同的生产环境。在支架类型的选择过程中，需要考虑煤层的厚度、煤层的地质构造等，如果支架安装在不同区域，需要对顶板和压强进行测试。压强不大和顶板完整时，适宜使用支撑式支架；压强过大或顶板出现破碎，则选择支撑掩护式支架。压强无法准确测量时，选择掩护式支架。
（2）合理地选择支架规格。支架规格的选择也十分重要，需要考虑煤层的厚度，采集煤层开采的最小厚度和最大厚度进行数据分析，根据分析结果选择支架的规格。此外，煤层厚度也影响液压支架的选择，通常情况下，液压支架的最小高度不能小于开采煤层的最小厚度，最大高度不得大于开采煤层的最大厚度。
2采动影响下巷道支护技术的实践
2.1工程概况
某矿8714工作面回风巷一侧为工作面煤体，另一侧为保护煤柱，8714工作面回风巷在服务期间除受到巷道掘进产生的应力集中和本工作面回采形成的采动应力影响外，还会受到相邻工作面的采动影响，巷道围岩将发生较大变形。为此，设计了巷道相应的支护方案，控制巷道围岩的变形量。
2.2支护方案
本工程中采用锚网联合支护。顶锚杆采用Φ20×2500mm左旋螺纹钢锚杆，间排距为0.8×0.8m，并架设钢筋梯，顶网为金属网。帮锚杆采用Φ18×2000mm圆钢锚杆，间排距为0.8×0.8m。另外顶板中间按照单排布置Φ15.24×7000mm锚索，锚索间距为1.6m。锚杆和锚索托盘分别采用规格为450×280×5mm和250×250×16mm的铁托盘。
2.3支护原则
保证支护一次到位，对围岩变形构成有效的控制。作为主动支护方式的一种，锚网支护需一次的、有效的对围岩变形进行控制，防止出现二次支护施工的现象。这样不但能够促进矿井实现高效、集约、安全的生产目标，为矿井正常生产保驾护航，保证巷道长久使用，不用反复修复；另一方面，锚网支护原理的特点就是围岩一旦揭露需立即进行施工效果最好，如围岩已发送离层、破坏再进行施工，支护作用将大打折扣，支护效果会遭受严重的影响。
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（2）预应力控制原则。在锚网支护中，预应力施加是一个关键的技术，在区分其属于主动式还是被动式支护的过程中是重要的参考标准。第一，通过现有技术通过足够的预应力对锚杆进行施加作用；第二，通过锚杆配件促使锚杆预应力得到一定的扩散，使得相应预应力的作用范围得到扩展，提升锚网支护系统的刚性，使其更加完备。
（3）“三高一低”原则，提高掘进速度。即高强度，高刚度、高可靠性与低支护密度原则。在提高锚杆材料强度（如加大锚杆直径、提高杆体材料的强度、提高材料加工精度），刚度（提高锚杆施加预应力、加长或全长进行锚固），在保证支护系统可性的条件下，降低支护密度，减少单位面积上锚杆数量，提高掘进速度。
（4）临界支护强度与材料刚度原则，保证安全生产。锚杆支护系统存在临界支护强度与材料刚度边界，如果设计支护强度与刚度小于临界值，巷道将会一直处于不稳定状态。因此，锚杆支护设计强度和材料刚度应大于破坏力，保证巷道安全生产。
2.4支护效果
在本矿8714工作面回风巷采用锚网联合支护方案做为其支护方式后，为了检验其实际支护效果，在回风巷30m巷道内设置1组观测站，对巷道表面位移量进行观测。经过观测，巷道两帮的位移在20d后趋于稳定，最大位移量仅160mm；顶底板位移在支护后1个月左右趋于稳定，最大位移量180mm。从位移量数据上可以看到，该支护方案取得了良好的支护效果，有效地控制了巷道围岩的变形，保障了回风巷道的安全稳定。
3煤矿进行安全高效开采的方法
目前我国井下工作面开采煤矿并实现安全高效的主要采煤方法有：综放开采、大采高综采、单一长壁综采及旺格维利采煤法。而在我国主要使用的是长壁开采方法，这种方法已经是我国在开采煤矿中得到广泛应用，在实践中，也能够发挥出支护技术的最大功能。
3.1煤矿井巷开采区的高效安全采煤
在煤矿开采中，井巷开采区中的相应因素给安全生产带来的影响是很关键的，安全因素是保证整个工程继续下去的基础，尤其是在开采煤矿时，它的不确定因素太多，煤矿开采要实现安全高效的作业，需要基于有效的技术，工作面支护技术是安全高效开采的前提，没有高的技术就没有安全高效的开采环境。因此，在煤矿井巷开采区进行开采，可以更大限度的使开采资源得到优化配置，所以，煤矿开采过程中的中部车场施工时，运用双道起坡的形式是为了能够尽可能的降低安全事故的发生率，工人的生命大于一切。
3.2利用综合机械化技术
随着近年来科学技术的进步，我国在采矿方面的机械化水平在一定程度上实现了突破性发展，产量、效益、安全生产状况进入国际领先水平。这是我国煤矿工人经过不停的磨合及经验中得出的结果，意义非凡。综合机械化技术综合了所有机械化的优点，在进行煤矿开采过程中，能够在产量、效益、安全等方面都表现优异，说明这种方法是目前进行安全高效开采煤矿最重要的一种方法。
3.3选择合适的开采模式
在确保了支护系统的安全性及相应的支护技术以后，工人就可以进行开采煤矿，但是此前还要采用一定的方法来实现安全高效的开采，这就需要一定能力的这方面的工作人员根据地质地形的实际情况选择出合适的开采模式，开采模式的选择决定着后续工作的进行和一系列的发展，开采模式的单一性或多样性直接关系到开采煤矿的产量、效益及安全。因此，在选择开采模式时一定要慎重考虑，做到利益最大化。
3.4引进更多煤炭开采技术人员，建立一支高质量的开采队伍。
煤炭开采过程中离不开人的操作，开采工作人员的工作能力可以间接决定开采效率，因此一定要关注技术人员的工作能力和水平。在工作人员选择的过程中，一定要选择有一定工作能力和工作经验的，还要考虑员工的性格问题，要选择心思谨慎，肯吃苦耐劳的工作人员。在工作人员选择好之后，要定期对工作人员进行培训，组织整体工作人员外出学习，学习更加先进的生产经验和生产技术，从而提高煤炭开采效率。
结语：综上所述，支护技术的应用就是为了保证综采工作面的稳定和安全。企业要结合自身需求及实际状况，根据煤矿所处的位置采取合理方案加强顶板支护，提高支护效果，更要保证可以安全高效的开采，促使煤矿开采事业的稳定、可持续发展。
参考文献：
[1]李贝贝.论复杂条件下掘进工作面支护技术[J].资源信息与工程，2018，33（04）：89-90.
论文作者:刘燕林
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/13
标签：工作面论文; 煤矿论文; 巷道论文; 高效论文; 支架论文; 围岩论文; 技术论文; 《建筑模拟》2018年第27期论文;