程国轩
河南神火煤电股份有限公司新庄煤矿 河南商丘 476600
摘要:煤炭是我国经济建设的一种重要资源,在各行各业中应用十分广泛,同时煤炭资源的应用价值以此存储便利性等都为煤炭业的发展提供了有利契机。因此,在开采煤炭资源的过程中,要充分发挥先进技术的优势,以保证煤矿开采的效率以及安全性等问题,所以对煤矿采煤掘进工作中对高强支护技术的应用进行分析是非常有必要的,高强支护技术是遵循实际条件实现自主支护巷道的一项技术,能够使围岩的预应力得到提升。
关键词:煤矿采煤掘进;高强支护技术;应用研究
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高强支护技术概述
由于煤矿采掘会扰动地下原本相对稳定的岩体结构，而且会由于爆破等掘进技术的应用破坏围岩的整体性，加之地层构造当中存在断层、裂隙以及力学性能较差的松散岩土结构，给生产安全带来多方面的隐患。如果不能根据巷道围岩结构、岩性以及周边地质构造特点采取有效的防护措施，不仅无法取得理想的掘进效率，还极易发生各类常见的煤矿安全事故。支护技术便是应这一特殊的生产环境需要诞生的，早期的煤矿企业在进行地下煤层开采时，大多就地取材并利用木材做为支护材料，以支架等结构形式达到支撑和固定巷道围岩的目的。而随着煤矿开采深度逐渐变大，巷道围岩岩性、地应力、地下水文与工程地质条件也越来越复杂，对巷道支护体系的承载力与可靠性的要求越来越高。因此普遍采用喷射混凝土进行初次支护施工，利用其凝结与固化作用，第一时间稳定围岩结构，降低其变形幅度和散碎岩石崩落的可能性。进而利用木质或型钢支架等进行二次支护，根据生产需要形成临时或永久支护结构。近年来煤炭消耗量持续快速增长，使得煤矿企业的采掘深度普遍大于1km，因而地下巷道的结构、围岩岩性以及地质环境日渐复杂，上述支护方式施工效率低、需要频繁给予维护的弊端越发突出，导致煤炭企业的生产安全与经济性都得不到足够保障。因此以锚杆支护技术为核心的高强支护技术被引入国内，经过近二十年的实践应用以及不断探索改进，目前已经成为了主流的支护技术。
3、高强支护技术的优势
在煤矿采掘中使用高强支护技术，借助周围岩石的强度优势和巷道的稳定性特征，提高高强支护的稳定性，有效防止岩石变形。高强支护技术应用中不会消耗过多成本，而且在工作中能够保持巷道稳定，当外界环境比较恶劣时，也不会对支护结构产生太大影响，其工作性能稳定性高，支护效果好。在煤矿采掘过程中，支护材料的选择是非常严格的，这些优质的材料能够提高施工的稳定性，使施工的难度降低，改善工作人员的工作环境。采用高强支护技术能够减少巷道施工时间，减少施工周期，其使用的材料不会占据太大面积，而且能够节省大量资金，确保企业资金正常运转。
4煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的相关应用
4.1光爆锚喷网技术的应用
光爆锚喷网技术在煤矿开采中应用的主要原理就是利用锚杆的加固拱作用,对煤矿的岩层进行加固,从而增强岩层的稳定性,实现围岩抗剪力的增加,强化煤矿巷道的支护强度。在煤矿巷道的深部围岩处设置加固拱结构,能够有效的提升围岩的稳定性,对于预防围岩上方的岩层松动和变形具有重要作用,有效的提升了煤矿开采工作的安全性。在煤矿的开采中,如果出现了可能散落的岩层时光爆锚喷网技术能够利用锚杆的悬吊功能将岩层固定在比较稳定的围岩结构上,然后在利用锚杆的支撑作用对这部分的围岩结构进行支撑,减少围岩的荷载。另外,光爆锚喷网技术中的锚杆还具有补强的作用。将锚杆设置在煤矿巷道的周围,能够对巷道结构起到很好的保护作用,增强了巷道周围围岩的结构稳定性,将围岩的荷载分配到了锚杆上,减轻了围岩所承受的荷载。
4.2 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。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。
4.3 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。
5结语
随着我国煤矿开采事业的发展，巷道也在不断加深，采煤工作的难度也在不断加大，因而巷道的稳定性也在逐渐下降，降低了采煤工作人员工作的稳定性以及工作人员的生命安全保障。而高强支护技术在很大程度上加强了巷道的稳定性和牢固性，降低了煤矿开采工作的难度。总而言之，高强支护技术对我国煤矿开采事业的发展具有一定的应用价值和现实意义，有助于促进采煤事业的发展。
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