采煤掘進中高強支護技術(shù)的運用探究

田鎮(zhèn)+張翔

摘 要：隨著科學技術(shù)的飛速進步，許多新型開采技術(shù)如雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，而高強支護技術(shù)便是一項非常重要的應用技術(shù)。本文首先分析了影響巷道破壞變形的因素和種類，重點闡述采煤掘進中運用的一些高強支護技術(shù)和采煤掘進中應用高強支護技術(shù)需要注意的問題，希望能為煤礦采煤掘進工作提供一些有價值的參考信息數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：采煤；掘進；高強支護；運用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.065

1 巷道破壞變形的種類

在施工過程中，破壞巷道的種類有側(cè)面的、底板的、頂板的破壞變形。側(cè)面的破壞變形機理是巷道側(cè)面的巖體受到較大支承壓力而導致的壓剪破壞。底板破壞變形機理是基于水平結(jié)構(gòu)應力的影響之下，橫向的推力會影響到巷道底板的巖層，在受到較大橫向推力的作用下，底鼓的現(xiàn)象會出現(xiàn)，從而會破壞底板。頂板破壞變形機理為基于橫向推力與本身重量的一起影響下，承重梁會出現(xiàn)變形，而承重梁的一系列截面受到橫向推力的影響而形成彎矩，這加重了承重梁變形。為此，提高的橫向推力會導致承重梁的不間斷變形，從而破壞頂板。

2 采煤掘進中運用的一些高強支護技術(shù)

2.1 噴射混凝土支護技術(shù)

超高強噴射混凝土支護技術(shù)涵蓋水泥裹砂、干式噴射的混凝土支護技術(shù)。干式的噴射混凝土支護技術(shù)指的是攪拌配合水、混凝土、水泥、速凝劑再應用噴砂機，把混合物噴在煤礦巷道圍巖墻壁上，從而進行加固。所謂的水泥裹砂的噴射混凝土技術(shù)將砂粒通過水泥包裹，再將混合物結(jié)合壓縮空氣噴在煤礦巷道圍巖墻壁上，從而實現(xiàn)加固的效果。在應用高強支護技術(shù)之前，煤礦開采隊伍一般會制定相應的方案，且結(jié)合方案選用適宜的噴射混凝土支護技術(shù)。

2.2 光爆錨噴支護技術(shù)

在支護巷道中應用光爆錨噴支護技術(shù)的時候，需要選用適宜的參數(shù)，像是炮孔間距、裝藥的結(jié)構(gòu)、不耦合系數(shù)等，從而確保巷道的安全性。這樣一來，不但能夠使薄弱位置的抗剪性能提升，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)圍巖自身可靠性的提升，最終防止出現(xiàn)變形與松動的現(xiàn)象。

2.3 錨桿支護技術(shù)

對于巷道圍巖而言，錨桿的應用機理是組合、聯(lián)接、加固。一是聯(lián)接。在巷道圍巖巖層與巖塊不穩(wěn)定的情況下，能夠結(jié)合錨桿進行連接，且盡量地向穩(wěn)定巖層中深入。二是組合。結(jié)合錨桿組合相應厚度的、成層的巖層，以使組合梁、組合拱形成，避免巖層坍塌、滑移。三是加固。結(jié)合規(guī)律設(shè)計的錨桿群，擠壓與粘結(jié)巷道附近相應深度的圍巖，以使一個承載環(huán)形成，鑒于此，跟通常的支架支護不同，錨桿支護的特點是防御支護。在實際應用中，一是需要結(jié)合巷道的不同巖層性質(zhì)與斷面形狀，選用不同的錨桿布置方式，能夠結(jié)合綜合要素（巷道跟圍巖承受動壓情況、應用年限、斷面現(xiàn)狀等）對錨桿進行設(shè)計。二是為了避免圍巖的風化與脫層情況發(fā)生，應確保最低錨桿空頂距離的設(shè)計在1.5m以內(nèi)，并且實時地噴射混凝土。三是在完成錨桿的支護之后搞好檢測。

2.4 聯(lián)合支護技術(shù)

除了應用以上的兩種支護技術(shù)之外，施工隊伍需要結(jié)合煤礦的現(xiàn)狀選用聯(lián)合支護的技術(shù)對策。像是聯(lián)合應用U型鋼可縮性支架技術(shù)與錨背支護技術(shù)。如此技術(shù)的應用不但能夠防止巷道的變形，而且完善了噴射混凝土支護技術(shù)的缺陷，確保支護體具備更好的安全性。除此之外，錨梁網(wǎng)聯(lián)合支護技術(shù)先是通過光面爆破技術(shù)實現(xiàn)掘進，再打錨桿與初噴，然后結(jié)合鋼梁、鋼絲繩、錨桿加以支護，且對混凝土進行噴射，從而實現(xiàn)支護可靠性的提升，確保固定支護，在較高巷道墻體的條件之下，錨梁還應對比較大的壓力進行承受，進而確保正常地開展采煤作業(yè)。一般結(jié)合鋼筋網(wǎng)、木材、混凝土等應用于聯(lián)合支護技術(shù)中，支護巷道中應用比較多的是鋼筋網(wǎng)背板，在聯(lián)合應用U型鋼可縮性支架與鋼筋網(wǎng)背板的基礎(chǔ)上能夠提高巷道的可靠性與安全性。

3 采煤掘進中應用高強支護技術(shù)需要注意的問題

3.1 因地制宜地設(shè)計支護方案

國內(nèi)具備廣闊的地域，各個區(qū)域的地質(zhì)狀況千差萬別，煤礦資源也具備異樣的深度。為此，應用高強支護技術(shù)需要對場地的地質(zhì)狀況進行分析，在建構(gòu)力學模型的基礎(chǔ)上，確保施工設(shè)計的因地制宜，科學地組織要求的支護構(gòu)件，對支護的一系列參數(shù)進行科學地計算。并且，在驗證實驗的基礎(chǔ)上完善設(shè)計方案。

3.2 認真的分析支護過程

應用高強支護技術(shù)的過程是循序漸進的，為此應對全部的過程進行認真地把握，確保迅速地開展采掘工作。在施工過程中，變形會出現(xiàn)在支護開始階段，需要保障附近巖體受到支護的制約力。針對應用主動支護技術(shù)的類型，需要強化巷道錨桿阻礙，結(jié)合高強支護的拓展桿體對開始支護階段的變形進行控制。并且，可以應用錨梁強化以及承接高強支護系統(tǒng)，進而對支護壓力進行分擔。

3.3 建構(gòu)與完善監(jiān)測系統(tǒng)

高強支護監(jiān)測的重要功能在于采集圍巖支護構(gòu)件的信息，在分析信息的基礎(chǔ)上實時地把握圍巖的改變與高強支護的現(xiàn)狀，立足于信息優(yōu)化高強支護系統(tǒng)。在煤礦開采工作過程中，建設(shè)比較健全的監(jiān)測系統(tǒng)的好處是能夠?qū)χёo和圍巖的現(xiàn)狀進行把握，在合理分析之后可以實時地處理隱患，進而實現(xiàn)煤礦開采工作安全系數(shù)的提升。

4 結(jié)論

綜上所述，煤炭行業(yè)的發(fā)展是保證我國經(jīng)濟迅速發(fā)展的基礎(chǔ)，因此，我們必須對煤炭資源開采過程中各項技術(shù)進行研究。而穩(wěn)固的巷道在煤礦采掘工作中發(fā)揮這重要的作用，直接關(guān)系到工作人員的生命安全，一般而言，煤礦巷道越深，其堅固性、穩(wěn)定性越差。因此，應加強高強支護技術(shù)的應用，保障采掘工作的順利開展，提高采礦作業(yè)的安全性。

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作者簡介：田鎮(zhèn)（1981-），男，山東鄒城人，本科，助理工程師，安監(jiān)部副部長，研究方向：采掘技術(shù)。