煤矿采煤掘进工作中高强支护技术应用研究

1   高强支护技术的含义
　　随着煤矿采掘的不断发展，高强支护技术也就随之诞生了。现阶段，高强支护技术的理论逐渐完善，有效提升了煤矿企业的生产效率。所谓高强支护技术，指的就是利用锚杆、钢丝网及锚索等装置制造出来的支护设备。一般来说，在地质结构比较复杂的矿井中，特别是在一些底软、顶软的煤层中，煤矿工作人员都会把两种或两种以上的支护结构结合起来进行使用，这样做的原因是在一些相对地质结构比较复杂的地区，掘进巷道的顶板会在压力作用下出现变形，而高强支护技术正是利用了较为传统的支护原理，在很大程度上提高了巷道及矿井周围岩石的稳定性，从而使得巷道结构更加合理化，有效提升了巷道承受载荷的能力，在一定程度上避免了由于承受巨大的压力而使巷道出现变形的情况。由于高强支护技术不仅具有比较高的安全性，还有很好的经济性，在确保煤矿采掘安全性的支护工作中得到了比较广泛的应用。高强锚杆杆体的制作材料、直径及杆尾的加工工艺都是影响高强锚杆杆体强度的重要因素。一般那些强度较低的锚杆都是采用圆钢制造而成的，具有较大的屈服强度，杆体的直径范围是 14 mm～20 mm，锚杆的破断力相对也比较大。经过多年的实践和研究发现，高强度的锚杆支护结构具有明显的优越性及较高的性价比，可有效提升巷道支护的安全稳定性。
　　2   煤炭开采过程中高强支护技术的基本工作原理
　　在我国煤矿企业进行采煤掘进工作中，有效运用高强支护技术能够有效的保障采煤工作的安全性。高强支护技术主要运用在对煤矿的巷道进行支撑作用上，在对煤矿的巷道进行高强支护前，需要相关工作人员先对煤矿的巷道进行探测分析，而后制定出合理的方案对煤矿的巷道进行高强支护。需要注意的是，对煤矿的巷道进行高强支护时，主要以保证煤矿的巷道的牢固为首要原则，只要煤矿的巷道足够牢固就能有效减少煤矿生产安全事故的发生，或者即使发生了安全事故，牢固的通道也能保证工作人员第一时间进行撤离。同时需要注意的是，在开采煤矿前，对巷道进行高强支护工作时，需要相关测量及安装施工人员根据巷道实际情况，可以灵活加长锚杆的长度，以及增加锚杆的承重力，以此来保障煤矿巷道的安全性。一般情况下，为保障煤矿开采工作人员的生命安全，在对煤矿巷道顶部进行高强支护时，需要考虑到一旦顶部重量大于承重重量时，需要设计出自动预应力的效果，从而加大巷道的抗变形能力及增加了承重力，从而提高了煤矿生产的安全性。除此之外，煤矿巷道的高强支护技术还能够通过抵消垂直力的方式来加强巷道侧壁的承载能力，加大了煤矿巷道的安全性，保障了人员的工作效率，对煤矿的安全生产有着举足轻重的作用。
　　3   煤矿采煤掘进工作中高强支护技术应用
　　3.1   软岩巷道中高强支护技术的应用
　　作为长期以来煤矿采掘工作的难点，软岩巷道的支护结构必须加以增强才可有效避免煤矿安全事故的产生。由于软岩巷道具有较差的稳定性且存在大量的围岩节理裂隙，这就导致了在煤矿采掘工作中很容易出现巷道变形现象，所以就要用到高强支护技术来避免顶板事故发生的可能性，从而在一定程度上保证软岩巷道结构的煤矿在生产过程中的安全可靠性。为了减少软岩巷道结构煤矿在开采过程中发生安全事故的可能性，煤矿企业管理人员需根据煤矿现场的实际情况制定合理的顶板支护管理章程，确保煤矿工作人员在进行开采工作时可以有序、高效地开展掘进工作，从而有效提高煤炭开采效率。对于在煤矿支护过程中所用到的设备，煤矿企业管理人员应增强管理意识，通过维护支护设备的方式来提高煤矿采掘工作面顶板的安全可靠性。一般情况下，工作人员评价顶板支护设备主要是从支护设备的稳固、质量及性能三方面进行，因此，煤矿企业需定期安排检查人员对支护设备进行检修，确保支护结构在煤矿采掘过程中具备一定的实用价值，进而从根本上维护人民的生命财产安全。此外，煤矿企业可利用贴帮支护、切顶支护、超前支护及端头出口支护等方式来确保煤矿采掘工作的安全可靠性。煤矿井下开采工作需要各个工作部分之间的相互配合才能顺利完成，煤矿企业的管理人员需加强对顶板支护的管理工作，从而有效减少冒顶事故出现的可能性。
　　3.2   高强支护技术在煤矿采煤掘进中的应用
　　必须要与煤矿采煤工程实际情况结合起来，最主要的是要与巷道实际情况进行结合，然后据此进行应用方案的规划与设计，这样才能够提高技术应用的预应力，以达到支护作用主导保护围岩的效果，使得技术应用更具实效性。在高强支护技术的应用中主要采用的是悬吊的原理，将锚杆长度、直径进行确认，然后保证其所具有的承载力以及锚固力，对锚杆的稳定性进行明确，在具体的设计过程中要保证间排距以及相关的数据参数。通过这样的应用原理，高强支护技术能够连续进行应力传递，使得垂向应力有所降低，以便在掘进过程中造成岩石变形，起到最优的支护作用。
　　3.3   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。爆破前需要及时对关键位置的围岩进行锚固加强处理，充分发挥围岩承载作用，避免岩层压力过大引发的危害，一定程度上可防止围岩变形。
　　3.4   光爆锚喷网高强支护技術
　　通过利用锚杆所具有的加固拱作用，能够有效改善围岩部位的薄弱环节，使围岩的抗剪力作用可以显著提升。在矿井深部围岩位置处加设上加固拱结构，能够使该部位的围岩具有更强的稳定性，同时可以确保巷道上方的围岩尽可能小的出现形变或松动问题，更好地保障巷道在采煤工作中的掘进效率及操作的安全性。而锚杆还具有一定的悬吊功能，可以将一些即将发生冒落的围岩通过悬吊作用而将其固定于上方相对坚固的围岩上，通过锚杆支撑，对即将发生冒落围岩加以支撑，承载这部分围岩的重载荷。另外，锚杆支护还拥有一定的补强效果，在巷道四周加设锚杆，使巷道深部位置处的围岩载荷明显降低，有效提升围岩强度，让围岩所承受的拉应力及压应力更小。该高强支护技术中组合梁是把相应的锚杆支护于层状的岩层位置处，如此能够把相应的薄岩层和锚固组合为相应的组合梁结构，能够有效增强巷道所具有的承载性能，以更好地保障巷道作业过程中的安全性
　　4   结束语
　　由于我国对煤炭资源的需求量越来越大，采煤深度越来越深，开采难度越来越难，对采煤的安全性造成了很大的挑战。因此只要一个小小的疏忽就会造成煤矿安全生产事故的发生，为我国煤矿生产企业的财政及人员造成极大的损失，才我国煤矿行业的发展造成不利影响和阻碍。所以，在煤矿开采掘进过程中运用高强支护技术能够有效的保障采煤的安全性和效率，能有效提升煤矿巷道的牢固性和稳定性，为开采人员提供了强有力的安全保障。