摘要：在煤礦開(kāi)采掘進(jìn)工作中，對(duì)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用具有很大的廣泛性。高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)作為現(xiàn)代煤礦開(kāi)采掘進(jìn)作業(yè)中的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)手段，不僅提高了煤礦的生產(chǎn)作業(yè)效率，也促進(jìn)了煤礦經(jīng)濟(jì)效益的增長(zhǎng)，同時(shí)還為保障礦山安全生產(chǎn)、減少礦難事故對(duì)礦工人身安全的威脅做出了貢獻(xiàn)。正是由于高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在煤礦開(kāi)采掘進(jìn)中展現(xiàn)出了它有別于傳統(tǒng)支護(hù)技術(shù)的先進(jìn)性和優(yōu)越性，所以近些年來(lái)，如何更好地應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)為煤礦生產(chǎn)建設(shè)服務(wù)，一直都是業(yè)界熱議的話題。本文中，筆者首先介紹了高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的概念，然后在此基礎(chǔ)上對(duì)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在煤礦開(kāi)采掘進(jìn)中的應(yīng)用實(shí)例進(jìn)行了示例分析。

　　關(guān)鍵詞：高強(qiáng)支護(hù)技術(shù);掘進(jìn)巷道;應(yīng)用

　　1高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)概述

　　所謂的“高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)”，主要指的是在煤礦采煤掘進(jìn)工作中，利用錨桿、鋼絲網(wǎng)、錨索等設(shè)備、設(shè)施而組裝成的一種巷道支護(hù)設(shè)備。由于煤礦井下地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在采煤掘進(jìn)中會(huì)經(jīng)常遇到一些底軟、頂軟的煤層，所以出于安全考慮，礦工有時(shí)也會(huì)把兩種或兩種以上的支護(hù)結(jié)構(gòu)聯(lián)合起來(lái)使用，這樣做的好處是即使是在掘進(jìn)巷道頂板出現(xiàn)松動(dòng)、變形的情況下，也能較好地提高巷道及礦井周?chē)鷰r石的穩(wěn)定性，增強(qiáng)巷道的載荷能力，避免巷道因承受過(guò)大的壓力而發(fā)生變形。鑒于高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的安全性能和經(jīng)濟(jì)性能都比較優(yōu)越，所以在煤礦開(kāi)采掘進(jìn)中得到了較好的應(yīng)用。下文就其應(yīng)用示例略作談?wù)摗?/p>

　　2高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在煤礦采煤中的應(yīng)用示例

　　2.1高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在采煤掘進(jìn)中的應(yīng)用

　　在采煤掘進(jìn)作業(yè)中應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)采用的是懸吊原理，具體做法是先對(duì)錨桿的直徑、長(zhǎng)度等予以確認(rèn)，然后再對(duì)錨桿所具有的承載力、錨固力等予以確認(rèn)，最后還要對(duì)錨桿的穩(wěn)定性加以確認(rèn)，并保證間排距和相關(guān)參數(shù)達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，在完成了上述準(zhǔn)備工作之后，就可以利用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)進(jìn)行連續(xù)的應(yīng)力傳遞，降低垂向應(yīng)力，減少掘進(jìn)中的巖石變形，實(shí)現(xiàn)預(yù)期掘進(jìn)支護(hù)效果。

　　由于煤礦井下掘進(jìn)作業(yè)環(huán)境具有一定的地質(zhì)復(fù)雜性，不同礦井掘進(jìn)作業(yè)環(huán)境會(huì)有所不同，所以高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在采煤掘進(jìn)中的具體應(yīng)用還要視煤礦采煤煤層結(jié)構(gòu)和圍巖巖層特性等實(shí)際情況而定，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)制定加固巷道、增強(qiáng)頂板與圍巖強(qiáng)度和承載力的支護(hù)方案。以目前多數(shù)煤礦的掘進(jìn)作業(yè)情況來(lái)看，較為常用的高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)主要有光爆錨噴網(wǎng)支護(hù)技術(shù)、超高強(qiáng)噴射混凝土支護(hù)技術(shù)以及聯(lián)合支護(hù)技術(shù)等等，在加固方面較為常用的計(jì)算方式是半圓拱斷面凈寬和凈高之積的計(jì)算方法，對(duì)這些高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用極大地提高了煤礦采煤掘進(jìn)作業(yè)的安全性。

　　2.2高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在軟巖巷道中的應(yīng)用

　　在煤礦開(kāi)采掘進(jìn)作業(yè)中，軟巖巷道不僅具有圍巖節(jié)理裂隙，而且穩(wěn)定性也不大好，這就很容易誘發(fā)采煤掘進(jìn)作業(yè)中各種事故的發(fā)生，如巷道變形、冒頂、透水等等。但是如果在采煤掘進(jìn)作業(yè)中應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，就可以大大提高軟巖巷道結(jié)構(gòu)的安全性，進(jìn)而有效避免巷道掘進(jìn)中各種頂板事故的發(fā)生。在應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)之前，如何保證采煤掘進(jìn)中軟巖巷道結(jié)構(gòu)的安全性能，一直都是礦山生產(chǎn)作業(yè)的難點(diǎn)，應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)之后，讓這個(gè)難點(diǎn)問(wèn)題得到了解決。為了保證采煤掘進(jìn)工作軟巖巷道的安全性，維護(hù)巷道支護(hù)工作的有序性，管理人員需要從支護(hù)設(shè)備的穩(wěn)固、質(zhì)量、性能等三個(gè)方面做好對(duì)頂板支護(hù)的評(píng)價(jià)工作，需要指定專(zhuān)門(mén)人員對(duì)支護(hù)設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行定期的檢修、維修和保養(yǎng)，以保證支護(hù)設(shè)備工作狀態(tài)的穩(wěn)定可靠性。

　　2.3高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)在預(yù)破碎煤層中的應(yīng)用

　　在煤礦開(kāi)采掘進(jìn)過(guò)程中，會(huì)經(jīng)常性地遇到一些破碎煤層，如果對(duì)于破碎煤層沿空掘巷采用傳統(tǒng)的棚式支護(hù)方案，其結(jié)果常常是前面掘進(jìn)，后面修繕，這不僅嚴(yán)重拉高了巷道的支護(hù)經(jīng)費(fèi)和維修管理費(fèi)用，還制約了采煤掘進(jìn)作業(yè)的生產(chǎn)進(jìn)程，而且巷道支護(hù)的安全性能也不可靠。特別是在掘進(jìn)施工中需要使用爆破技術(shù)時(shí)，傳統(tǒng)的棚式支護(hù)的穩(wěn)定性就更不可靠了。由于使用爆破技術(shù)會(huì)對(duì)巷道周?chē)鷰r層和巷道結(jié)構(gòu)都產(chǎn)生很大影響，所以為了安全起見(jiàn)，就必須要利用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)來(lái)對(duì)預(yù)破碎煤層進(jìn)行強(qiáng)固支護(hù)。在爆破作業(yè)中，以爆破點(diǎn)為中心對(duì)周邊巖層造成的影響程度是有所不同的，應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)需視巖層的松動(dòng)情況而采取相應(yīng)的加固處理措施。需要說(shuō)明的是，在爆破作業(yè)之前，就應(yīng)該先對(duì)關(guān)鍵位置的圍巖做好錨固加強(qiáng)處理，這樣做的目的是為了更好地發(fā)揮圍巖的承載作用，降低巖層壓力過(guò)大帶來(lái)的危害，預(yù)防圍巖的變形。

　　2.4對(duì)光爆錨噴網(wǎng)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

　　前文在介紹高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)工作原理時(shí)簡(jiǎn)要介紹了錨桿的懸吊功能，利用懸吊功能可以使即將發(fā)生冒落的圍巖被固定在它的上方更加堅(jiān)固的圍巖上，換言之，也就是以錨桿支撐對(duì)即將發(fā)生冒落圍巖進(jìn)行支撐并對(duì)圍巖的重載荷進(jìn)行承載。由于支護(hù)錨桿具有補(bǔ)強(qiáng)功能，因此巷道更深位置的圍巖載荷也會(huì)因?yàn)樵谙锏浪闹芗釉O(shè)了錨桿而降低，圍巖強(qiáng)度因此會(huì)得到相應(yīng)的提升，圍巖承受的拉應(yīng)力及壓應(yīng)力也會(huì)隨著而變得更小。

　　在這種作業(yè)環(huán)境中應(yīng)用高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)時(shí)，組合梁的作用是把錨桿支護(hù)在層狀巖層的位置上，把薄巖層和錨固結(jié)合起來(lái)應(yīng)用組合成組合梁結(jié)構(gòu)，這樣做會(huì)讓巷道的承載性能更強(qiáng)，巷道的安全性能更穩(wěn)定。并且，利用錨桿的加固拱作用還可以改善圍巖的薄弱部位，提高圍巖的抗剪力作用，比如對(duì)于在深部圍巖位置采用加固拱結(jié)構(gòu)，不僅會(huì)使圍巖的穩(wěn)定性大大的提高，而且還降低了巷道上方圍巖出現(xiàn)形變或松動(dòng)的可能性。

　　2.5對(duì)超高強(qiáng)噴射混凝土高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

　　該項(xiàng)高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)主要是應(yīng)用在深部巷道的工作環(huán)境中。由于煤礦井下深部巷道的地質(zhì)結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜，生產(chǎn)作業(yè)空間狹窄，且具有一定的封閉性，因此其圍巖結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出了不穩(wěn)定的一面，比如煤礦井下深部巷道圍巖結(jié)構(gòu)會(huì)經(jīng)常性出現(xiàn)松動(dòng)、變形等情況就是對(duì)其不穩(wěn)定性的較好例證，對(duì)于這種情況，最好的處理辦法就是采取超高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)來(lái)對(duì)抗圍巖的松動(dòng)、變形等情況的發(fā)生。假如針對(duì)這種情況，采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不夠高，那么有可能出現(xiàn)的情況就是煤層的被壓出或者是沖擊地壓，這樣一來(lái)，煤礦深部巷道的安全性就難以保證了。反之如果利用超高強(qiáng)噴射混凝土高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，那么即使是處在巷道深部的頂板也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)它有效的支護(hù)，保證煤礦開(kāi)采作業(yè)中深部巷道的穩(wěn)定性。

　　一般說(shuō)來(lái)，高強(qiáng)噴射混凝土技術(shù)具有潮式和濕式兩種不同噴射工藝，其中潮式是先對(duì)水泥材料、骨料等進(jìn)行拌合，在攪拌過(guò)程中加入少量的水以起到潤(rùn)濕的作用，然后再利用壓縮空氣將其推送至噴射的位置上，同時(shí)按比例配入水與速凝劑，最后完成噴射作業(yè);濕式則是先把水泥材料、骨料和足量的水等進(jìn)行混合，而后再利用壓縮空氣把混合好的材料推送至噴射的位置上，同時(shí)按比例配入速凝劑進(jìn)行攪拌，并迅速完成噴射作業(yè)。利用超高強(qiáng)噴射混凝土高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的顯著特征是可以改善煤礦井下深部巷道巖石的強(qiáng)度和承載力，保障深部巷道的作業(yè)安全。

　　2.6對(duì)聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

　　聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，主要是應(yīng)用于在利用噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能保證煤礦井下深部巷道完整性的情況下和在巷道有可能發(fā)生流動(dòng)、移動(dòng)和變形等的情況下，在這些情況下，利用聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)具有重要意義。所謂聯(lián)合高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)，是對(duì)采用錨背支護(hù)和U型鋼可縮性支架而聯(lián)合形成的超高強(qiáng)支護(hù)體而言的，其支護(hù)體中的U型鋼可縮性支架既可以適應(yīng)礦井深部巷道的變形又能夠控制巷道頂板及煤層結(jié)構(gòu)側(cè)向變形。

　　聯(lián)合支護(hù)技術(shù)經(jīng)常用到的材料主要有金屬網(wǎng)、鋼筋網(wǎng)、塑料網(wǎng)以及木材、混凝土等，就煤礦井下深部巷道而言應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬鋼筋網(wǎng)背板，在具體應(yīng)用中是先利用同錨桿將鋼筋網(wǎng)背板錨作用于礦井巷道頂板上，而后再與支護(hù)體中的U型鋼可縮性支架聯(lián)合使用，這樣就組合成了一種高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)聯(lián)合支護(hù)體。利用這種高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)聯(lián)合支護(hù)體可以顯著提升煤礦井下深部巷道頂板、圍巖等穩(wěn)定性，特別是對(duì)于那些在利用噴射混凝土支護(hù)結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能保證煤礦井下深部巷道完整性的情況下和在巷道有可能發(fā)生流動(dòng)、移動(dòng)和變形等的情況下，利用這種高強(qiáng)支護(hù)技術(shù)聯(lián)合支護(hù)體而達(dá)到的安全效果會(huì)更加突出。

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