孫立虎

【摘 要】目前，隨著煤礦采煤深度的不斷增加和地質(zhì)條件的逐漸復(fù)雜，其對(duì)煤礦巷道安全性高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)也提出了較高的要求。相關(guān)工作人員在煤礦開采的過程中，會(huì)遇到一些巷道頂板硬度較高的巖石，這樣會(huì)極大的降低支護(hù)的安全系數(shù)。本文就對(duì)煤礦采掘中的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行深入探討。

【關(guān)鍵詞】煤礦；采掘；高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)；淺析

所謂高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，是指在幾種支護(hù)方式的支持下實(shí)現(xiàn)有效支護(hù)，比如鋼絲網(wǎng)、錨桿、噴砼等，在復(fù)雜結(jié)構(gòu)地質(zhì)中具有良好的適用性，當(dāng)前煤礦采掘中也比較常用，以便加強(qiáng)兩幫變形與頂板的掘進(jìn)控制，保證煤礦采掘的安全順利進(jìn)行，降低事故發(fā)生幾率。

1、高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)含義以及原理分析

1.1高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)含義

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)是指組合使用錨桿、錨索、鋼絲網(wǎng)、鋼帶以及噴砼等支護(hù)技術(shù)中的兩種或幾種進(jìn)行支護(hù)，廣泛應(yīng)用在一些地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，并且具備頂軟、底軟以及煤層軟等的特性的煤礦開采地區(qū)，在地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜地區(qū)使用得較多，因?yàn)檫@些地區(qū)對(duì)于掘進(jìn)控制頂板以及兩幫變形有著較高的要求。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)充分利用了支護(hù)原理，確保周圍巖石與巷道本身的穩(wěn)定性，發(fā)揮出應(yīng)有的承載力，有效地控制巷道圍巖的變形。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)是一種安全性高、成本低、支護(hù)效果好的煤礦采掘所使用的技術(shù)。

1.2高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)原理分析

煤礦采掘中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的使用，需要遵循一定的原理性知識(shí)，在實(shí)際的煤礦開采工作中，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用要根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)。有效將煤礦巷道周圍的巖石預(yù)應(yīng)力提高，再依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，積極主動(dòng)地開展煤礦支護(hù)設(shè)計(jì)工作，從而有效地提升高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的作用。通常情況下，根據(jù)懸吊理論來開展主動(dòng)支護(hù)，設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的錨桿，確定錨桿長(zhǎng)度，錨桿長(zhǎng)度的依據(jù)是錨桿的直徑，錨桿直徑通過錨桿承載力與錨固定力進(jìn)行確定。錨桿在高強(qiáng)支護(hù)工作與使用中，選擇的材料通常情況下是普通材料錨桿，間排距需要設(shè)置在一定標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。實(shí)際具體煤炭挖掘過程中，根據(jù)巷道具體應(yīng)用來設(shè)計(jì)確定高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)。這種技術(shù)在最開始的適用范圍是巷道頂部，但是如果預(yù)應(yīng)力達(dá)到相應(yīng)程度時(shí)，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)就會(huì)完成預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，擠壓外部結(jié)構(gòu)目標(biāo)在變形方式下成功地實(shí)現(xiàn)，即使在其變形時(shí)，這種技術(shù)也能夠使其保持一定的穩(wěn)定性。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，能夠有效地開展連續(xù)傳遞式的應(yīng)力工作，將應(yīng)力集中或者減緩，最后達(dá)到消除的效果，從而進(jìn)一步有效地控制巷道周圍巖石的變形量。發(fā)揮這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，而且也很好地控制了變形量，確保煤礦開采中變形量能夠很好地被控制住，起到了內(nèi)外并舉、標(biāo)本兼治的作用，具有經(jīng)濟(jì)效果。

2、煤礦采掘中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

2.1軟巖巷道中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

作為長(zhǎng)期以來煤礦采掘工作的難點(diǎn)，軟巖巷道的支護(hù)結(jié)構(gòu)必須加以增強(qiáng)才可有效避免煤礦安全事故的產(chǎn)生。由于軟巖巷道具有較差的穩(wěn)定性且存在大量的圍巖節(jié)理裂隙，這就導(dǎo)致了在煤礦采掘工作中很容易出現(xiàn)巷道變形現(xiàn)象，所以就要用到高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)來避免頂板事故發(fā)生的可能性，從而在一定程度上保證軟巖巷道結(jié)構(gòu)的煤礦在生產(chǎn)過程中的安全可靠性。為了減少軟巖巷道結(jié)構(gòu)煤礦在開采過程中發(fā)生安全事故的可能性，煤礦企業(yè)管理人員需根據(jù)煤礦現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況制定合理的頂板支護(hù)管理章程，確保煤礦工作人員在進(jìn)行開采工作時(shí)可以有序、高效地開展掘進(jìn)工作，從而有效提高煤炭開采效率。對(duì)于在煤礦支護(hù)過程中所用到的設(shè)備，煤礦企業(yè)管理人員應(yīng)增強(qiáng)管理意識(shí)，通過維護(hù)支護(hù)設(shè)備的方式來提高煤礦采掘工作面頂板的安全可靠性。一般情況下，工作人員評(píng)價(jià)頂板支護(hù)設(shè)備主要是從支護(hù)設(shè)備的穩(wěn)固、質(zhì)量及性能三方面進(jìn)行，因此，煤礦企業(yè)需定期安排檢查人員對(duì)支護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢修，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)在煤礦采掘過程中具備一定的實(shí)用價(jià)值，進(jìn)而從根本上維護(hù)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。此外，煤礦企業(yè)可利用貼幫支護(hù)、切頂支護(hù)、超前支護(hù)及端頭出口支護(hù)等方式來確保煤礦采掘工作的安全可靠性。煤礦井下開采工作需要各個(gè)工作部分之間的相互配合才能順利完成，煤礦企業(yè)的管理人員需加強(qiáng)對(duì)頂板支護(hù)的管理工作，從而有效減少冒頂事故出現(xiàn)的可能性。

2.2預(yù)破碎煤層中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

為了進(jìn)一步提升煤礦開采工作的安全穩(wěn)定性，煤礦企業(yè)必須意識(shí)到爆破技術(shù)可能會(huì)帶來的危害，根據(jù)預(yù)破碎煤層的性質(zhì)特點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行支護(hù)，從根本上減少由于爆破而產(chǎn)生煤礦安全事故的可能性。一般情況下，當(dāng)煤礦工作人員引發(fā)爆破產(chǎn)生時(shí)，以爆破點(diǎn)為中心其周邊的圍巖會(huì)因?yàn)榫嚯x遠(yuǎn)近而受到不同程度影響。煤礦工作人員可事先對(duì)一些已產(chǎn)生松動(dòng)的巖層進(jìn)行加固，這樣就可有效減少由于爆破作業(yè)而引發(fā)的巷道松塌或垮落事故的出現(xiàn)。針對(duì)一些比較關(guān)鍵的圍巖，煤礦企業(yè)工作人員可在進(jìn)行爆破作業(yè)之前對(duì)其進(jìn)行錨固加強(qiáng)處理，這樣就可在一定程度上增強(qiáng)圍巖承受載荷的能力，使作用在巷道圍巖上面的壓力分散轉(zhuǎn)移，進(jìn)而減少巷道圍巖上面的應(yīng)力集中現(xiàn)象，從而可減少圍巖在承受壓力的過程中出現(xiàn)變形情況的可能性，并將圍巖中存在的不穩(wěn)定因素通過支護(hù)技術(shù)來轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定因素。在對(duì)預(yù)破碎煤層進(jìn)行支護(hù)的初期，巷道圍巖上面常常會(huì)存在一些結(jié)構(gòu)面滑動(dòng)、裂縫張開等缺陷，可利用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)對(duì)這些缺陷進(jìn)行控制，以確保圍巖在煤礦開采過程中一直處于被壓縮狀態(tài)，從而可有效地控制好圍巖承受載荷的能力且可保證圍巖錨固區(qū)域的安全可靠性，促使其在錨固區(qū)域具有更強(qiáng)大的應(yīng)力承載能力，在進(jìn)行爆破任務(wù)時(shí)減小對(duì)周圍事物的破壞程度。

3、高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用中的注意事項(xiàng)

3.1設(shè)計(jì)因地制宜的方案

我國(guó)地域廣闊，各地區(qū)地質(zhì)條件差異巨大，煤炭資源的深度也不盡相同。因此，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的具體應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)在分析現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)因素等方面的具體情況，建立力學(xué)模型的前提下，因地制宜地進(jìn)行施工方案的設(shè)計(jì)，對(duì)施工所需的支護(hù)構(gòu)件進(jìn)行合理安排，科學(xué)計(jì)算支護(hù)的各項(xiàng)參數(shù)。此外，通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果修正設(shè)計(jì)方案。

3.2細(xì)致把握支護(hù)過程

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，因此需要細(xì)致把握整個(gè)過程，使采掘施工快速地實(shí)施。在實(shí)際施工中，通常會(huì)在支護(hù)初期發(fā)生變形，應(yīng)當(dāng)確保支護(hù)對(duì)周邊巖體的約束力；對(duì)于使用主動(dòng)支護(hù)技術(shù)的情況，應(yīng)當(dāng)對(duì)巷道錨桿的阻礙進(jìn)行加強(qiáng)，通過高強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)的延伸桿體，控制支護(hù)初期的變形；通過使用錨梁，對(duì)高強(qiáng)支護(hù)進(jìn)行承接及固定的加強(qiáng)，并且分擔(dān)支護(hù)的壓力。

3.3構(gòu)建監(jiān)測(cè)體系機(jī)制

高強(qiáng)支護(hù)監(jiān)測(cè)體系系統(tǒng)的主要作用是：對(duì)圍巖、支護(hù)構(gòu)件等進(jìn)行信息采集；通過分析信息，隨時(shí)了解高強(qiáng)支護(hù)及圍巖的變化情況；以信息為依據(jù)，改進(jìn)高強(qiáng)支護(hù)系統(tǒng)等。在煤礦采掘的實(shí)際工作中，構(gòu)建相對(duì)完善的監(jiān)測(cè)體系機(jī)制的重要意義在于：了解巷道圍巖及支護(hù)當(dāng)前實(shí)際狀況，在科學(xué)分析后能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)安全隱患，針對(duì)性地采取補(bǔ)救措施，從而提高煤礦采掘工作的安全性。

4、結(jié)語

煤炭資源與我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展息息相關(guān)，在當(dāng)前我國(guó)煤礦采掘深度逐日增加的背景下，安全問題成為全社會(huì)的關(guān)注點(diǎn)。本文從高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的原理、優(yōu)點(diǎn)等基礎(chǔ)概念著手，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步對(duì)巷道破壞常見因素及類型進(jìn)行分析，以此對(duì)煤礦采掘中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用問題進(jìn)行探討，提出在應(yīng)用中需要以設(shè)計(jì)因地制宜的方案為前提，細(xì)致把握整個(gè)支護(hù)過程，并且構(gòu)建監(jiān)測(cè)體系機(jī)制。只有重視這些事項(xiàng)，才能使高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)最大化發(fā)揮作用，真正提高巷道的安全，從而煤礦采掘工作的正常進(jìn)行。

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（作者單位：山東華恒礦業(yè)有限公司）