煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用分析

曲义生

摘    要：现在，我国各个矿区的煤矿回采已经全面实现了机械化，回采工作面的工作设备规格也越来也大，相应的产量、开采强度在不断提升。如今各种科学技术的进步，方便了人们的生活，促进了煤矿采煤掘进工作的顺利发展。而在煤矿采掘工作进行过程中，其中的一项关键性技术在于高强支护技术。

关键词：煤矿采掘;高强支护技术

为确保煤矿回采的正常运输以及巷道的正常通风，巷道断面在不断扩大。各地浅层煤矿资源赋存量持续减少，矿区回采巷道朝着深、大的方向不断发展。这就给巷道支护提出了更高的要求，一般情况下，针对深部、特厚煤层综采放顶煤开采，要想在确保安全性、稳定性的同时，提高生产效率以及采煤效果，要合理扩大巷道断面，而国内当前的巷道支护技术以锚喷技术为主，锚杆是支护体系中的主要承载结构。据不完全统计，国内约有60%的重点煤矿均采用锚杆支护，而锚杆支护在实际应用中也表现出了一定的问题。一是巷道支护采用的锚杆强度有待提升，多数煤矿的锚杆屈服强度仅在370MPa左右，拉断强度在550MPa左右，在同等支护强度条件下，因为锚杆的强度较低，所以需要减小锚杆的布置间距;二是锚杆本身的刚度有待进一步提升，部分研究表明，在高预紧条件下，只有少数高强度锚杆或者全长锚固锚杆能够满足高强度支护的要求。而目前多数矿区锚杆的预紧力仅控制在100N/m左右，预紧力大多在17kN左右。由此可见，煤矿巷道采用高强度支护技术已经成为行业内的主要难题。

一、高强支护技术的原理

在应用高强支护技术时，一般应用锚杆支护技术、超高强喷射混凝土支护技术、联合高强支护技术等，在应用这一系列技术的基础上，能够确保围岩和顶板强度的提升、巷道的稳定性，从而实现煤矿采煤掘进的实际需要，提高煤矿开采效率和安全性。

二、煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的具体应用

1.煤矿采煤掘进工作中锚杆支护技术的应用

在应用锚杆支护技术时，关键的步骤是组合、联结、加固锚杆。在采煤掘进工作中，因为巷道施工，固有的岩层结构受到破坏，这降低了岩层稳定性，为了提高岩层结构稳定性和巷道的安全性，要求在稳定地层中深入锚杆、锚索，进而实现巷道围岩结构稳定性的提升。在锚杆支护施工时，应选择和组合锚杆，在有效组合锚杆之后，组合拱与组合梁能够形成于巷道中，从而有效地防止出现冒顶现象。最后要求加固全部的锚杆，结合采煤掘进工作的施工现状，设置适宜的锚杆群，进而以锚杆群在巷道周围建构一种封闭式的承载结构，以使锚杆支护的质量提升。跟单一架棚支护方式存在显著的差异性，锚杆支护重点体现的功能是主动防御性支护。锚杆支护技术在煤矿采煤掘进工作中的应用能够结合实际现状科学地进行优化，在设置支护方案的情况下，应综合、系统地勘查巷道周围的岩层构造，且根据巷道围岩断面层的实际现状、巷道的使用时间、围岩结构应力的改变等资料信息，全面规划设计锚杆的部署以及施工工作。在煤矿开采时，因为施工期较长，如果巷道围岩存在明显的风化现状，要么是扩大了岩层的断层面积，那么都会制约巷道的安全性。在巷道进行锚杆支护施工的时候，还应对支护质量进行有效地控制，以及在完成施工后检测锚杆的支护能力，确保锚杆支护的能力跟煤矿开采的施工设计标准相符合。

2.煤矿采煤掘进工作中超高强喷射混凝土技术的应用

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。湿式技术是混合充足的水、骨料、水泥材料等，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.联合支护技术

在煤矿采煤掘进工作进行过程当中，主要是通过使用U型钢可塑型支架以及锚网索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及单一架棚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，所使用到的锚网索+U型钢可缩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，直接的將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网索支护材料主要有金属网、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，直接的将锚杆、锚索以及钢筋网、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。

三、结论

在该技术应用过程当中，必须严格的控制施工工序，确保整体高强支护技术应用过程之后的结构具备良好的工程质量。通过更好的应用高强支护体的补强作用以及加固作用等等，使得煤矿内部的采煤巷道也具备有更高的应力、承载力以及强度、高度，以保证之后采煤作业顺利完成。

参考文献：

[1]王治峰.煤矿采煤掘进工作中高强支护的技术分析[J].中国科技纵横，2014，000（010）：179-179.

[2]智力.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术的应用分析[J].矿业装备，2019，104（02）：140-141.