浅析煤矿采掘过程中的高强支护技术

赵全全

摘要：分析高强度支护技术定义和相关原理，探讨高强支护技术的设计要点，以期加强高强支护技术的使用安全，促进煤矿高产高效。

关键词：煤矿采掘;高强度支护技术;安全问题

1煤矿巷道高强支护的原理分析

在采掘过程中使用高强支护时，需要根据煤矿的具体条件来进行设计。高强支护作用的发挥首先是要提高巷道周围岩石的预应力，然后根据实际情况，通过预防性支护来达到高强支护的目的。正常情况下，需要从锚杆的长度、直径入手，依据悬吊理论开展相应的支护工作。锚杆长度的设计主要依据锚杆直径。而锚杆的直径主要取决于锚杆所承载的负荷和锚固定力。高强支护技术的应用随煤矿开采实际条件和巷道条件的变化而变化。高强支护技术主要的应用领域是巷道的顶部，目的是提高巷道顶部的抗压能力。在预应力较大的条件下，高强支护技术还可以形成预应力结构，在发生变形的条件下，可以通过挤压外部结构的方式来达到保证其自身稳定性的目的。

2高强支护技术应用

2.1在软岩巷道的应用

软岩巷道是煤矿采掘的难点，由于其稳定性差、裂隙状况多，增加了巷道变形发生的概率，必须加强高强支护技术的合理管控和处理。一般状况下，需从设备稳固度、整体效率等方面对顶板设备进行评价，在实现支护效果的同时，保证相关作业人员的安全。此外，为了提高煤层稳定性，还需要考虑端头出口支护、超前支护、贴帮支护等方法的辅助作用。采掘施工中必须考虑各个环节的配合度，尽量避免冒顶事故的发生。

2.2在预破碎煤层的应用

煤矿采掘施工中使用爆破技术会对巷道结构、周围岩层等产生负面影响，因此需要及时对预破碎煤层进行合理支护。爆破作业一般以爆破点为中心，周边岩层会受到不同程度的影响，需要及时对松动岩层进行加固。

2.3在煤矿采掘中的应用

为了保证煤矿采掘作业的安全性、有序性，可借助锚梁来分担巷道压力，起到巩固作用。构造带厚煤层处理方法可降低顶板下沉、冒顶等的发生概率，从避免顶板冒落的角度出发，可采用液压支架在岩层、煤层之间形成一个隔离区域，以缓解顶板下沉等状况。

3巷道矿山压力控制和支护的设计

3.1合理的选择巷道发掘位置

在确定内应力场范围基础上，充分结合实际情况，尽可能的实现巷道发掘的内应力场深入到边界处。根据工程建设要求，如果不考虑后续的资源回收，可以增加留煤柱宽度，可以有效降低巷道支护煤柱承受的负荷，将变形量控制在最低的程度上，提升巷道支护安全性。与此同时，如果需要缩小巷道留煤柱宽度，需要在确保巷道不漏风前提下，保证内应力场的安全、稳定下，方可进行后续的巷道发掘工作。

3.2把握巷道发掘时间

在煤矿回采巷道矿山压力控制工作中农，巷道发掘时间的把握合理与否，将直接影响到后续工作开展，关乎到巷道回采作业安全。在巷道变形破坏控制中，回采工作中进入到某个环节的时间把握是关键所在，为后续内应力场巷道发掘提供支持和保障。在这个环节，需要将更多的关注度放在滞后时间是否能够保证目标实现。

3.3选择合理的支护结构

（1）内应力场形成前阶段

在巷道作业推进后，内部回采空间和推进扩大带来的压力系数也在逐渐增加，煤壁的弹性压缩逐渐从边缘产生，逐步朝着更深层次的方向延伸，工作面推进距离则是纵向深入的距离。如果工作面推进到内应力场范围内，由于煤层已经进入到塑性破坏阶段，所以后续的采探工作中伴随的支持压力随之扩大，有效降低承受的压力。

（2） 内应力场的形成阶段

内应力场形成阶段，也可以將其看做是岩层断裂过程，工作面长度将直接影响到断裂运动。在这个过程中，内应力场范围内的煤层中，发生了不同程度上的变形问题，并且这种压力和变形情况都会呈现出十分显著的变化情况。内应力场发掘和维护巷道控制矿压工作中，需要工作人员能够充分把握变形情况，凭借自身专业能力和工作经验，结合实际情况做出合理的判断，制定更加完善的方案。回采巷道支护的核心内容就是把握作业区域内结构力学发展规律，为后续回采巷道矿压控制和支护工作开展提供更为坚实的支持和保障，优化系统空间，提升设计合理性。与此同时，建立完善的巷道支护设计理论体系，确定压力的主要来源，把握围岩破坏运动对巷道支护设计带来的影响大小，为后续的管理决策提供充分的支持和保障。

4高强支护技术应用中的注意事项

4.1设计因地制宜的方案

我国地域广阔，各地区地质条件差异巨大，煤炭资源的深度也不尽相同。因此，高强支护技术的具体应用，应当在分析现场地质因素等方面的具体情况，建立力学模型的前提下，因地制宜地进行施工方案的设计，对施工所需的支护构件进行合理安排，科学计算支护的各项参数。此外，通过实验进行验证，根据实验的数据结果修正设计方案。

4.2细致把握支护过程

高强支护技术的实际应用是一个循序渐进的过程，因此需要细致把握整个过程，使采掘施工快速地实施。在实际施工中，通常会在支护初期发生变形，应当确保支护对周边岩体的约束力;对于使用主动支护技术的情况，应当对巷道锚杆的阻碍进行加强，通过高强支护系统的延伸杆体，控制支护初期的变形;通过使用锚梁，对高强支护进行承接及固定的加强，并且分担支护的压力。

4.3构建监测体系机制

高强支护监测体系系统的主要作用是：对围岩、支护构件等进行信息采集;通过分析信息，随时了解高强支护及围岩的变化情况;以信息为依据，改进高强支护系统等。在煤矿采掘的实际工作中，构建相对完善的监测体系机制的重要意义在于：了解巷道围岩及支护当前实际状况，在科学分析后能够及时发现安全隐患，针对性地采取补救措施，从而提高煤矿采掘工作的安全性。

5结束语

煤矿开采环境恶劣，由于地形的复杂加上地质的动态变化，使开采的难度加大。高强支护技术能够运用到巷道的顶部以及岩壁，对其产生保护作用。但该技术在应用的时候也会有问题出现，希望煤矿企业的相关工作人员能够重视并且合理利用这种技术。

参考文献：

[1]杜伟苗.浅析煤矿采掘过程中的高强支护技术.内蒙古煤炭经济，2018.10.114+149.

[2]郭海生.浅析煤矿采掘中的高强支护技术.山东煤炭科技，2016.01.51-52+57.

[3]李振茂.煤矿采掘过程中高强支护技术研究.技术与市场，2014，21.05.169+171.

（作者单位：山西忻州神达南岔煤业有限公司）