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高强支护技术在煤矿采掘中的应用分析

发表时间：2020/10/19 来源：《基层建设》2020年第19期作者：范志伟

[导读] 摘要：煤炭的可燃性好且便于长期大量存储，因此日常生活及生产中人们对煤炭的需求量日益增加。

        陕西澄合山阳煤矿有限公司陕西省渭南市 715300
        摘要：煤炭的可燃性好且便于长期大量存储，因此日常生活及生产中人们对煤炭的需求量日益增加。我国众多行业都广泛应用煤炭，为提升煤炭开采速度，开采工作逐渐向地表更深处发展。随着采煤矿道的深入，矿壁的稳定坚固度降低，极易坍塌，为保障作业者的生命安全，需要实施矿道高强支护技术来稳固矿道。以下主要对高强支护技术在煤矿采掘中的应用展开分析与探讨。
        关键词：高强支护技术；煤矿采掘；技术应用
        1引言
        对于煤炭资源的开采而言，需要应用一系列先进的相关技术，以确保采煤掘进安全与效率。为此，十分有必要探究煤矿采煤掘进中工作中高强支护技术的应用，这是由于高强支护技术属于一种自主支护巷道和遵循实际条件的技术，该技术能够提高围岩的预应力，避免围岩煤矿周围出现变形，不但能够提高煤矿采煤掘进的安全性，而且能够促进煤矿企业的良好发展。
        2 概述
        2.1 技术概念
        高强支护技术指的是面对复杂的煤矿地质结构，可以有效地运用包括锚索、钢丝网和锚杆等多种支护技术进行支护的一种重要的手段。目前常用的高强度支护材料主要为树脂锚杆支护材料。这种材料不仅具有良好的支撑性能，且使用的成本较低，本身具有较高的性价比。另外，树脂锚杆不仅质量较轻，且运输和安装的难度也较低[1]。但是，我国目前部分地区的地质条件显得非常复杂，土层结构又非常脆弱。如果能够有效地运用高强度支护技术，自然能够提升煤矿开采作业的安全性和稳定性。
        2.2 技术原理
        采掘煤矿中应用高强支护技术，就必须按照实际情况、遵循技术原理来进行设计和应用，保证矿道石壁预应力的提升、支护技术的效果。通常而言，通过悬吊来采取主动支护措施，由其固定和承载力来决定直径。锚杆的间排距必须严格在规范之内，根据实际情况考虑高强支护的应用。起初该技术应用在矿道顶部，当预应力程度相当时，支护结构就能保证预应力支护、以变形的方式挤压外部目标，即使变形也能维持稳定。该技术的核心是传递式应力起到集中、缓冲的作用，有效降低了矿道岩壁及其采掘中的变形程度，内外兼顾，切实保障了工程安全和利益[2]。
        2.3 技术优势
        高强支护相比其他传统的技术有着诸多优势和作用，主要体现在具有很强的适用性、稳定性良好、使用过程成本耗费比较低等等。所以，应当加强该技术的推广和应用。1）通过应用高强支护技术，能够通过增强巷道内壁稳固性从而增强其承载力，保障工作人员的安全性。2）在于该技术应用过程中不具备有较高的资金成本及施工难度，同时该技术能够广泛应用于各种各样的恶劣环境当中，基本上在所有地区的采煤掘进工作进行过程当中，都能够运用该技术，以保证工作人员安全性。3）在该技术应用过程中，需要使用到的装置的各个部件都比较容易进行组装及运输，不会额外的给工作人员带来负担。4）在通过应用高强支护技术提高巷道稳定性的过程中，能够降低巷道后续维护过程中的工作量，从而有效的控制资金成本延长巷道使用寿命，以进一步的提高矿井企业经济效益。
        3 高强支护技术在煤矿采掘中的应用
        3.1 光爆锚喷网高强支护技术
        在采掘作业期间，巷道围岩部分存在诸多薄弱环节，而借助锚杆所具备的强度与起拱作用，可以进一步提升薄弱环节的强度，提升围岩整体的抗剪强度。

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在矿井深层巷道中进行加固拱结构的设置，提升薄弱环节处的稳定性与稳固性，并降低巷道顶板出现松动与变形现象的概率，为采掘作业的开展提供保障，进一步提升采掘作业效率。与此同时，光爆锚喷网高强支护技术的应用，可以充分发挥出锚杆的悬吊功能，借助悬吊作用将顶板即将掉落的围岩进行固定，对即将冒落的围岩进行有效支撑，实现对围岩重载荷的承担。另外，该技术应用具备补强作用，依据具体情况将锚杆设置于巷道四周，提升降低巷道深处位置所承受的压力与拉应力。在具体应用期间，组合梁的应用是在层状岩层位置进行锚杆的支护，以此实现锚固以及薄岩层进行有效组合，通过对梁结构的构成，进一步提升巷道整体的承载能力，提升采掘作业的安全性与可靠性。
        3.2 超高强喷射混凝土技术
        在深部巷道的工作场所中应用超高强喷射混凝土技术[3]。因为通常矿井深部巷道具备较为复杂的地质构造，生产工作空间比较小，以及封闭性较强，所以围岩构造变得越来越不稳定，像是矿井深部巷道的围岩构造往往存在经常性的变形和松动等现象，这是其缺少稳定性的典型表现，鉴于此，超高强支护技术的应用可以很好地避免围岩变形和松动现象的形成。应用超高强喷射混凝土支护技术，在煤矿巷道深部的顶板位置上也能够进行很好地支护，以使开采煤矿过程中深部巷道的稳定性提升。通常来讲，超高强喷射混凝土支护技术具备两种喷射技术，即潮式技术和湿式技术。其中，潮式技术是首先把骨料与水泥材料等，在进行搅拌时将一些水加入其中，从而体现润湿的功效，再结合压缩空气箱喷射区域推送，并且根据一定的比重将速凝剂和水配入，最终的时候进行喷射即可。湿式技术是首先混合充足的水、骨料、水泥材料等，然后借助压缩空气在喷射的区域推送混合好的材料，并且根据一定的比重搅拌速凝剂，且快速进行喷射工作即可。超高强喷射混凝土支护技术的明显特点是能够实现矿井深部巷道岩石承载性能和强度的优化，从而确保煤矿开采巷道的稳定性和安全性。
        3.3 联合支护技术
        在煤矿采煤掘进工作进行过程当中，所应用到的高强支护技术为联合支护技术的情况之下，主要是通过使用U型钢可塑型支架以及锚背支护等联合到一起所形成的一层超高强支护体，从而解决掉之前在喷射混凝土支护结构应用过程当中巷道深处稳定性不足的问题。同时应用该联合支护技术，还能够防止在巷道支护过程中，使得广大的围岩出现变形、移动甚至是流动等现象。而在联合支护技术应用过程当中，所使用到的U型钢可塑性支架能够防止矿井深处的巷道出现变形现象，同时还能够通过应用该支架，直接的将巷道的顶板及煤层结构固定起来，防止这两个结构出现侧向变形等现象。此外，在联合支护技术过程当中所遇到的锚背网材料主要有金属网、塑料网、混凝土、木材以及钢筋网等多项材质共同构成。而在煤矿的巷道支护技术施工过程中，应用最广泛的一项材质为钢筋网锚背板。通过在矿井的巷道顶板上，直接的将锚钢以及钢筋网锚背板固定于顶板上之后，联合U型钢可缩性支架，从而形成一层较为坚硬且具备有较高支撑能力的联合支护体，能够全面的发挥起整个联合支护体内外部的支护作用，使得巷道的围岩整体以及顶板具有更强的安全性以及稳定性，以保证煤矿采煤掘进工作进行过程中的安全性及稳定性。
        4 结束语
        综上所述，在当前的深层煤矿采掘的过程当中，需要加强高强支护技术的广泛运用，这样就能够显著提高煤矿稳定性和安全性，对于深层煤矿采掘工作具有重大的价值和意义。实际工作开展的过程当中，要求相关工作人员结合实际情况应用高强支护技术，因地制宜，保障煤矿顺利开采，可以促使煤矿企业实现健康、稳定的发展。
        参考文献：
        [1] 岳芳伟，陈方明.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用研究 [J].中国战略新兴产业，2018，No.168（36）：199.
        [2] 尹晋.探讨煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用 [J].能源与节能，2018，No.152（05）：115-116.
        [3] 王大帅，张威，吴晨鹏.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术应用研究 [J].价值工程，2018，v.37；No.501（25）：261-262.