煤矿采煤掘进工作面高强度支护技术的应用探析

耿建军 张苍 扬毅

摘要：最近这些年，高强支护技术在煤矿开采工作中得到了广泛地应用，并且也取得了很好的使用效果，该项技术在煤矿安全生产中发挥了保障性作用，并且也提升了煤矿的产量，是决定煤矿企业都能够按时完成作业量的关键技术。所以，相关技术人员在未来的发展中，需要加大高强支护技术的探索以及创新力度，对其进一步加以优化，使其能够成为煤矿企业发展过程中的技术支撑，这样一来也能够为推动我国的经济建设奠定良好的基础。

关键词：煤矿采煤;掘进工作面;高强度;支护技术;应用

1高强支护应用技术的原理

高强支护技术就是在煤矿生产中的应用主是利用锚杆或者钢丝网等辅助设备进行支护的一项技术，而在地质结构非常复杂的煤矿开采中，我们可以采用两种或者多种支护技术来进行煤矿的开采，这样的话能更好的保证采煤过程中的安全性，因为在如此复杂的开采结构中，顶板会遭受到非常大的开采压力，所以它会出现变形的危险，而高强支护应用技术机就能利用支护的原理，提高巷道周边岩层结构的稳定性，让巷道的结构能够更加的科学合理，并能够承担起负荷量比较大的载体，在一定程度上降低了因为压力过大出现变形的现象，由此可见，高墙支护应用技术还具有经济性和安全性的优势，所以高强支护技术在煤矿开采中的应用是比较多的。

2煤矿采煤掘进工作面支护存在问题的主要原因

通过现场分析和理论研究发现，导致出现较大变形破坏的原因主要有如下几个方面。第一，工作面巷道围岩整体的强度相对偏低。从现场勘查和实验室分析来看，巷道围岩整体强度不高，但是巷道所处位置整体的地应力相对复杂，这就导致在巷道的两帮和顶板的位置容易出现应力集中的问题。从而导致在巷道的两帮、顶板等位置的岩石出现了严重的塑形变形，最终导致巷道整体出现了较为突出的变形问题，影响到巷道的正常使用。第二，工作面开采过程中，产生的扰动问题明显。在巷道刚开始掘进的过程中，巷道围岩整体的变形相对较小，顶板、底板及两帮也相对稳定，但是随着工作面的不断向前推进，出现了较多的采动压力，巷道的变形量也隨之增加，特别是工作面巷道顶板也出现了较为明显的下沉，两帮煤柱也因此出现了明显的压缩变形问题。第三，从巷道原支护情况来看，在支护时对顶板选择使用的是锚杆支护，配合使用了钢筋网，对两帮设计采用的是锚杆支护，但是不论是巷道顶板和底板的锚杆均没有使用支护钢带，导致各个支护体之间并没有形成一个完整的支护结构，影响到巷道整体的支护效果。

3煤矿采煤掘进工作面高强度支护技术的应用

3.1喷射混凝土支护技术

喷射混凝土支护技术能够有效在较为深层的煤矿内部进行支撑和稳固工作，混凝土作为一种高效的建设材料与支撑材料，它能够有效的帮助煤矿的巷道空间进行稳固。由于地底工作的操作空间相对较小，特别是对深层次的空间开展会面临较为困难的工作结构，喷射混凝土的方法可以有效的规避这些操作困难，克服地底的复杂地质结构，实现围岩的稳固与发展。喷射混凝土支护技术主要具有以下工作内容：第一，在喷射过程之中，相关工作人员必须采用较强的支护结构以确保在喷射过程之中不会引发震动，造成煤层冲击过大。第二，工人要在喷射中注意方向和加固问题，以确保稳固整体煤矿开采的稳定性。第三，混凝土的喷射主要有潮式喷射与湿式喷射两种方法，人们要在合适的环境之下选择最为适合当前开采过程中的喷射技术。潮式喷射主要是借助水泥与骨料的有效融合，在加入一定的清水，使得原料进行搅拌，形成一种较为湿润的流动液体，之后再借助压缩空气箱进行定位喷射。在喷射过程之中也要加入合适的速凝剂鱼水，从而有效地让这些混凝土发挥支撑作用。湿式喷射是在喷射之前将水、水泥、骨料等进行充分融合，再借助相应的喷射设备辅助喷射，以达到快速喷射工作目的和工作要求。这两项技术的有效应用能够为混凝土支护发挥巨大作用，在搅拌的过程之中，工作人员需要根据合适的地下环境选择适当容量的速凝剂，以便混凝土在喷射完成之后可以迅速的完成固定状况。

3.2锚杆支护技术

在我国煤矿开采环节中，通过高强支护的原理分析出该技术可以有效提升该工程内部的结构稳定性，原理中讲述其通过应力的提升来完成，锚杆作为整个工程中的重要一部分，是通过喷浆、U型钢组成了一个共同的体系并且形成了一组“锚、注、架”的支护，以此提升山体的稳固程度并能够增加煤矿开采的深度且加大开采力度并不会影响到工程环境。当前西方有许多国家已经将这种技术应用的很好了，比如德国在该技术的应用下已经成为了全球煤矿开采深度最深的国家，该国家也有一些特殊的岩石结构，也在该结构作用下使得应力增加、牢固程度增加。对于我国增加锚杆支护技术的主要策略，可以将本身具有伸展功能的锚杆用与高强度支护技术的应用中，锚杆的延伸可用于有效地抑制道路周围岩壁的变形，在围绕道路的岩壁的初始变形阶段期间，煤矿人员可以延伸锚杆体以改善锚杆阻力，进而在采煤过程中保持支护的伸长和道路变形且有效地解决问题。

3.3光爆锚喷支护技术

在煤矿采煤掘进中，使用光爆锚喷支护技术的时候应该合理设置光爆锚喷网的参数，具体包括炸药用量、不耦合系数、实际装药的结构、最小抵抗线以及炮孔间距数值等等。在确保光爆锚喷的各项系数得以有效把控的基础之上，才能够为充分保障巷道的支护效果提供良好的环境，这样一来也能够起到加强采煤掘进安全性的作用。光爆锚喷技术的具体使用原理如下：主要是为了能够充分将锚杆的悬吊作用充分发挥出来，在围岩周边的较深位置处，使矿井巷道中的光爆锚喷网形成特定面积的加固拱，从而起到加强围岩补强效果的作用，以此来有效提升巷道深部围岩的稳定性。与此同时，还可以充分发挥出组合梁的功能，其不仅能够有效改变围岩的应力环境，同时还能够加强巷道顶板荷载和底板荷载，起到控制围岩的变形程度和围岩松动程度的作用，起到支护作用。光爆锚喷技术的使用，不仅适用范围较广，同时其安全性也相对较强，能够在花费较少的成本的基础之上，起到很好的巷道围岩支护作用。

3.4联合高强支护技术

通常意义上所说的联合高强支护技术，重点应用在喷射混凝土支护构造功能退化的时候，此时的支护构造，依然不能完全保证深部巷道的完整性，有可能出现变形或者是流动的问题。在具体应用的时候，操作人员需要使用U型钢可伸缩支架。在这其中，U型钢可伸缩支架能够有效适应巷道的具体情况，根据巷道的变形进行调整，并控制煤层构造的侧向变形，兼顾到巷道的顶板。联合高强支护技术需要结合混凝土，金属网，钢筋网，塑料网等多种类型的材料，钢筋网背板的应用是最为广泛的。操作人员需要先观察巷道顶板，然后把钢筋网背板和锚杆结合到一起，使用u型钢可伸缩支架，构造成更加强大的联合支护结构，提高深层巷道的稳定性。

4结束语

煤矿资源需求不断增长，应充分借助技术优势，进一步提高煤矿采掘工作效率，为社会稳定发展提供充足的煤矿资源。不断加强技术研究，为施工人员提供更加安全的开采环境。实际采煤工作中，应强化落煤方法和支护方法的应用，采用高强支护技术，缩短开采掘进周期，提升企业经济效益，充分结合光爆锚喷网技术、联合高强支护技术、喷射混凝土支护技术优势，对岩道稳定性进行合理控制。对煤矿巷道进行科学管控，实现对其形态管理，有效提高支护强度，解决岩层和巷道不稳定问题。

参考文献

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