新汶矿业集团有限责任公司鄂庄煤矿 山东莱芜 271122
摘要：在国民经济发展过程中，煤炭资源的需求量与日俱增，因此，煤矿开采工作量不断增加。为了确保在进行深井作业时煤矿工人的安全，需要对高强支护技术展开科学合理的运用，特别是针对一些地质条件特殊的采矿区，由于岩层结构缺乏良好的稳定性，因此在进行实际开采时必须通过高强支护技术来保障开采作业的安全。下面，本文针对高强支护技术在实际应用中产生的作用和具体应用情况进行了分析。
关键词：煤矿采掘；高强支护；技术
引言
随着社会发展对煤炭资源的需求量逐渐增大，以及煤炭开采深度的逐渐增加，我国煤矿的采掘工作需要更高的技术支撑，以确保煤矿开采的生产效率和安全性。高强支护技术在煤矿的采掘工作中具有非常重要的现实意义，特别是在深层煤矿的采掘中，借助这一技术能够为地层深处的煤矿提供稳固的安全保障。
1高强支护技术相关概述
1.1高强支护技术分析
近年来，高强支护技术在我国煤矿开采施工中得到了较为广泛的应用，使得我国的煤矿开采效率与质量得到了较大程度的提高。高强支护技术是一种可以实现岁岩层结构进行支护、制成的技术方式，其有效应用使得煤矿巷道的巷壁、岩壁的承载力得的显著提升。现阶段，预留煤柱以及矿用支护型钢技术是较为常用的两种高强支护技术。通常来说，高强支护技术有效应用，能够大大降低工作人员的工作量，同时延长巷道的安全使用寿命，节约了开采成本。
1.2高强支护技术优点
高强支护技术主要有以下四方面的优点：a)增强巷壁的承载能力，起到加固巷道的作用。随着采煤掘进深度的增加，巷道的坚固性越来越差，如果不增强巷壁的承载能力，巷道势必会坍塌，造成安全事故。高强支护技术的应用，可以增强岩壁的抗压能力，加固巷道，保证巷道安全；b)限制条件少，应用难度不大。高强支护技术基本不受电力等因素的影响，实用性强，其投入成本也较少，因此，操作应用难度不大，有利于煤矿开采企业经济效益的取得；c)操作简单，有利于提高工作效率。高强支护技术本身所需要的树脂锚杆材料质量好，设备组装简单方便，降低了对煤矿工人的要求，有利于工作效率的提高；d)高强支护技术一旦被应用，可以长时间对巷道产生加固作用，这样就减少了对巷道的后期维护，降低了成本支出，增加了企业效益。
2采煤掘进过程中巷道的破坏分析
在煤矿开采的过程中，巷道既是工作人员的出行通道，同时也是矿石和开采设备的运输通道。在施工作业的过程中巷道最容易受到外部因素的影响，巷道受到破坏的区域主要集中在巷道的侧面、底部、顶面，其中任何一个区域出现变形破坏，都会影响到煤矿开采的工作质量。在采煤掘进的过程中由于水平结构的应力过大，在该应力的作用下，巷道底面的岩石结构就会出现变形，从而出现巷道底板的变形。在采煤掘进施工中直接破坏了岩石原本的结构稳定性，巷道侧面的岩石就会受到更大的压力，从而出现剪切变形。
在煤矿开采的过程中巷道的顶面一旦出现了变形问题，直接影响到了采煤工作的安全性，在顶板变形的影响下，采煤冒顶事故的发生概率明显提升。巷道顶板变形的主要成因是岩石内部的横向作用力与岩石自身的重力，在结合之后对巷道的承重梁施加的外力。在该外力的作用下，承重梁出现一定的弯矩，加速了承重梁的变形量，从而使得巷道顶板发生严重变形，直接影响到采煤掘进工作的正常开展。
3煤矿采掘中高强支护技术的应用
3.1光爆锚喷网技术
该项技术的应用原理主要是利用锚杆加固拱作用，实现对围岩薄弱部分进行改善，进而增强围岩抗剪力，提高对巷道的支护强度。在巷道的深部围岩处设置加固拱结构，提高围岩处的稳定性，同时有效预防了巷道上方围岩发生松动、变形，有效确保了煤矿开采工作的效率与安全性。同时，对于可能发生冒落的围岩，可以利用锚杆的悬吊功能使其固定在相对坚固位置上，在利用锚杆支撑作用对其进行支撑并负担该部分围岩产生重载荷。除此之外，锚杆支护具备一定补强作用。将锚杆加设在巷道周边，可以降低巷道深处围岩的荷载，进而增强周边围岩强度，同时降低了围岩所受到的应力。光爆锚喷网技术通过将锚杆支护在层状岩层处，与薄岩层组合成为组合梁的结构形式，增强了巷道承载能力，更好的确保煤矿开采的安全性。
3.2锚杆支护技术
锚杆支护技术也是十分常用的高强支护技术类型，山西兰花百盛煤业锚杆支护技术实施可分为三个阶段，首先是根据采掘巷道的岩层性质和断面形状选择恰当的锚杆布置方式，在此基础上结合巷道的应用年限、围岩动压的承受能力、断面现状等进行锚杆的细化设计；二是明确锚杆空顶的距离和混凝土喷射，为了提高巷道的稳固性尽可能避免围岩的脱层及风化，最低锚杆空顶距离不应超过1.5m，且喷射混凝土的时机必须要把握好；三是检测，在锚杆支护装置施工结束后还需要对其进行检测，分析施工结果与设计之间的误差。图1为煤矿巷道中锚杆支护的结构示意图，锚杆可以将松动的岩块稳定在围岩中，并尽可能将其深入稳定岩层内，实现岩层与不稳定岩块的联接，避免岩层脱落导致的安全事故。利用锚杆可以实现相应厚度的岩层的组合，通过组合拱、组合梁等更为稳固的形式降低岩层滑移以及坍塌出现的可能性。加固是锚杆支护的重要作用，符合巷道围岩规律的锚杆群设计，可以对巷道镀金相应深度的围岩进行挤压和粘结，通过承载环实现对采掘巷道的防御支护。
图1锚杆支护结构示意图
3.3喷射混凝土支护技术
在高强支护方案中超高强喷射混凝土支护技术是关键的技术之一，该支护技术主要是通过水泥包裹砂浆与干式混凝土的喷射。在水泥包裹砂浆的混凝土喷射支护技术应用的过程中，主要是将喷射的混合物在压缩空气的处理下，有效的喷射到巷道围岩表面，从而很好的对围岩进行加固处理，避免巷道围岩由于自然环境的影响，出现风化的情况。而干式混凝土喷射是将混凝土、水泥、水、速凝剂等物料进行有效的搅拌的，然后再利用砂浆机将最终的混合物喷射到围岩表面，实现加固支护的工作目的。在采煤掘进工作正式开展之前，需要对支护区域的实际情况进行系统详细的勘查，然后根据勘查的数据资料，制定科学合理的支护技术方案，选择最佳的高强支护技术。
3.4联合高强支护技术
这项支护技术主要是通过对锚背支护、U型钢支架支护技术的联合应用，支护强度较高，在保障巷道深部结构较好完整性的同时，有效地预防巷道发生变形造成不稳定、不安全问题。除了能够避免巷道深处出现形变，联合高强支护技术的应用对于巷道顶端及侧向形变问题还能够进行有效预防。利用锚背支护与U型钢支架组合应用的联合高强支护技术，能够内外兼顾地发挥支护结构的支撑作用，更加充分地保障围岩、巷道顶板等的稳定性与安全性。
结语
综上所述，对于采煤掘进作业而言，科学合理的应用高强支护技术可以保障开采作业的顺利进行，有效的降低了安全事故的发生。该技术的应用在很大程度上降低了采矿工作的难度，保障了采矿工人的人身安全，可以使煤矿企业获得更大的经济效益，适宜进行大规模的推广和有效应用。
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论文作者:亓秀成,刘敬刚
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/19
标签：巷道论文; 围岩论文; 技术论文; 煤矿论文; 岩层论文; 锚杆论文; 组合论文; 《防护工程》2019年10期论文;