煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

王 超

（山西澤州天泰岳南煤業(yè)有限公司，山西 晉城 048000）

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在煤礦采煤掘進(jìn)工作中極為常見(jiàn)，主要用于支撐煤礦掘進(jìn)時(shí)挖出的巷道，廣泛應(yīng)用此種技術(shù)，可有效保證煤礦煤炭資源開(kāi)采工作順利完成，有效保證采煤工作的安全性。在采用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)對(duì)巷道進(jìn)行支護(hù)前，需要全方位地探測(cè)管道內(nèi)部具體情況，收集巷道實(shí)際數(shù)據(jù)信息，從而制定科學(xué)、合理的方案。另外在應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)作用之前，需要結(jié)合巷道及采煤工作地質(zhì)等情況，想要保證高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)充分發(fā)揮價(jià)值，相關(guān)人員充分重視實(shí)際情況，認(rèn)真做好信息收集工作是前提。

1 高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用原理

采用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的原理如下，首先，對(duì)煤礦巷道進(jìn)行全面分析，多方位的收集信息數(shù)據(jù)，合理利用懸吊原理發(fā)揮支護(hù)作用。具體而言，懸吊原理主要以錨桿為核心，借助錨桿長(zhǎng)度、直徑及支護(hù)力度的調(diào)節(jié)，來(lái)保證支護(hù)承載能力符合支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。其次在標(biāo)準(zhǔn)的錨桿間排距作用下，結(jié)合巷道支護(hù)強(qiáng)度，選擇合適支護(hù)參數(shù)，從而充分發(fā)揮支護(hù)的價(jià)值，最大限度避免巷道出現(xiàn)變形問(wèn)題。最后，做好固定，并對(duì)整體情況進(jìn)行檢查，保證支護(hù)工程沒(méi)有疏漏。通常情況下，高強(qiáng)支護(hù)的位置在巷道頂部，同時(shí)為了提升支護(hù)作用，可采用聯(lián)合支護(hù)方法，通過(guò)不同的支護(hù)手段，對(duì)巷道進(jìn)行更為全面地保護(hù)[1]。

2 技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

結(jié)合實(shí)際來(lái)看，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)，其一，煤礦采煤掘進(jìn)過(guò)程中，隨著巷道深度增加，采掘難度不斷加大，此時(shí)由于地質(zhì)條件和壓力的作用，想要保證巷道穩(wěn)固性，避免出現(xiàn)變形等危害人身安全的問(wèn)題，采用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)有重要作用，合理應(yīng)用該技術(shù)，可有效保證巷道的穩(wěn)固，為采煤工作營(yíng)造安全環(huán)境。其二高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)應(yīng)用成本相對(duì)較低，適用范圍較廣，可以適應(yīng)大部分的施工環(huán)境，較其他技術(shù)而言，具有實(shí)用性強(qiáng)及泛用性特點(diǎn)。其三，高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)所用材料較為輕便，便于傳遞，同時(shí)組裝難度較低，更容易滿足使用要求，同時(shí)可大幅度降低工作人員工作量。其四，該技術(shù)可更為全面地保護(hù)巷道穩(wěn)固，一定程度上延長(zhǎng)路巷道的使用壽命，同時(shí)此技術(shù)維護(hù)較為容易，且維護(hù)資金相對(duì)較少，可助力煤礦企業(yè)降低成本。

3 煤礦采煤掘進(jìn)工作中高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用具體闡述（見(jiàn)表1）

表1 煤礦采煤掘進(jìn)工作中常見(jiàn)的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)方法

3.1 可縮性支架應(yīng)用

高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)中應(yīng)用形式多樣，結(jié)合煤礦巷道的實(shí)際情況，可選擇不同方式完成支護(hù)任務(wù)。其中可縮性支架便是其中應(yīng)用較為廣泛的一種（見(jiàn)圖1），具體來(lái)看，可縮性支架具有較強(qiáng)的伸縮性，可結(jié)合使用現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行雙向伸縮，這一功能，使其在支護(hù)工作中做出了重要貢獻(xiàn)。尤其是部分礦井，由于實(shí)際情況影響，其內(nèi)部巷道面積較小，這無(wú)形中加大了開(kāi)采難度，狹小的面積，很容易在采煤工作時(shí)，由于失誤對(duì)巷道側(cè)壁造成破壞，這導(dǎo)致巷道出現(xiàn)問(wèn)題的概率大幅度增加。而采用伸縮性支架，可有效規(guī)避上述風(fēng)險(xiǎn)，增加巷道的承壓能力和荷載能力[2]。

圖1 可縮性支架示意圖

3.2 預(yù)留煤柱的應(yīng)用

支護(hù)工作中，預(yù)留煤柱這一方式也較為普遍，這是一種較為傳統(tǒng)的支護(hù)方式，多在巷道的上、下區(qū)段之間使用。較其他方式而言，該技術(shù)具備操作簡(jiǎn)便，施工快捷的優(yōu)點(diǎn)。由于實(shí)際開(kāi)采地點(diǎn)具體情況的限制，部分礦井巷道通風(fēng)性、排水能力不足，這極大地增加了開(kāi)采難度，限制了工作人員的開(kāi)采效率，應(yīng)用預(yù)留煤柱的方式可有效解決上述問(wèn)題，并發(fā)揮良好的支護(hù)、抗壓能力。但需要注意，此種方式也存在不足，最明顯的便是成本花費(fèi)較高，且維護(hù)困難。因此，在實(shí)際采煤掘進(jìn)工作中，此種技術(shù)普遍不是最優(yōu)選擇。

3.3 噴射混凝土支護(hù)技術(shù)

此技術(shù)可有效解決巷道深層空間復(fù)雜地質(zhì)結(jié)構(gòu)及狹小工作空間的問(wèn)題，對(duì)封閉空間的處理和加固效果更佳，此種方法主要是借助相關(guān)設(shè)備，借助高強(qiáng)壓力向煤礦巷道偏深的空間噴射混凝土，從而實(shí)現(xiàn)加固。采用此種方式進(jìn)行高強(qiáng)支護(hù)的過(guò)程中，需要保證巷道圍巖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，如果巷道周?chē)鷩鷰r存在松動(dòng)、變形等問(wèn)題時(shí)，需要先進(jìn)行處理，保證其穩(wěn)定性后在噴射混凝土。從中可知，利用噴射混凝土支護(hù)技術(shù)過(guò)程中，需要保證支護(hù)結(jié)構(gòu)具有足夠的支撐強(qiáng)度，同時(shí)對(duì)于巷道頂部位置的支護(hù)需求，利用噴射式混凝土支護(hù)技術(shù)也可以滿足支護(hù)需求。另外，噴射混凝土支護(hù)技術(shù)主要分為兩種類型，其一為潮式噴射技術(shù)，該技術(shù)主要通過(guò)將骨料、水泥等材料進(jìn)行混合，然后往其中注入適當(dāng)?shù)乃?，確保攪拌材料被潤(rùn)濕，攪拌完成后，利用壓縮空氣箱向帶噴射區(qū)域投放材料，在開(kāi)展噴射活動(dòng)中，需要嚴(yán)格按照比例將固定比重的速凝劑和水進(jìn)行混合，完成上述步驟后，便可開(kāi)始進(jìn)行噴射。其二是濕式噴射技術(shù)，該技術(shù)的主要材料也為水泥和骨料，但需要在攪拌時(shí)便加入足夠的水進(jìn)行混合，利用空氣壓縮箱將攪拌完成的原料投送到噴射區(qū)域，然后依舊按照固定配比混合速凝劑和水，此時(shí)便可滿足噴射要求。綜上，可知此技術(shù)最明顯優(yōu)勢(shì)是可對(duì)巷道深層部位實(shí)現(xiàn)多角度優(yōu)化，大幅度提升該區(qū)域巖石承載力。

3.4 錨桿支護(hù)技術(shù)

隨著科技發(fā)展，越來(lái)越多的新型材料、新技術(shù)為煤礦巷道支護(hù)工作提供便利，現(xiàn)階段錨桿支護(hù)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，成為當(dāng)前應(yīng)用最為常見(jiàn)的方法之一。此技術(shù)以不同長(zhǎng)度和直徑的錨桿為核心，通過(guò)對(duì)錨桿的組合、聯(lián)結(jié)及加固等滿足支護(hù)需求。在實(shí)際應(yīng)用中，此種方式多用于處理巷道巖層空間結(jié)構(gòu)被破壞的情況，借助錨桿在地層或者巖層中進(jìn)行作業(yè)，從而實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)巖層穩(wěn)定性的目的，為巷道安全提供保障。進(jìn)行錨桿支護(hù)時(shí)，多采用組合型錨桿，通過(guò)操作組合拱和組合梁，在巷道待支護(hù)區(qū)域形成較穩(wěn)定的梁型結(jié)構(gòu)，最大限度地避免冒頂現(xiàn)象出現(xiàn)。同時(shí)需要注意，在完成錨桿結(jié)構(gòu)設(shè)置后，需要對(duì)其進(jìn)行加固，從而保證錨桿形成封閉式的高承載力結(jié)構(gòu)，充分發(fā)揮支護(hù)效果[3]。

3.5 聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)

此技術(shù)便是將噴射式混凝土支護(hù)技術(shù)和錨桿支護(hù)技術(shù)結(jié)合，科學(xué)發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，從而更為全面地應(yīng)對(duì)巷道變形、位移等情況。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，通常以木材、混凝土、金屬網(wǎng)等材料為主，參照巷道變形量，然后將U型鋼可伸縮支架結(jié)合錨背進(jìn)行支護(hù)的方式，來(lái)適應(yīng)并解決巷道變形等情況，從而達(dá)到有效控制煤層結(jié)構(gòu)存在的側(cè)向變形、頂板變形等問(wèn)題。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，煤礦采煤掘進(jìn)工作中應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)有重要價(jià)值。當(dāng)前，在科技的支持下，支護(hù)技術(shù)不斷發(fā)展革新，越來(lái)越多的支護(hù)方式在實(shí)際中發(fā)揮價(jià)值。通過(guò)科學(xué)應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，可有效提升煤礦采煤掘進(jìn)工作效率，切實(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)、安全生產(chǎn)的工作目標(biāo)。