摘要：在社会经济发展中，煤炭资源必不可少，是我国重要的基础能源。随着煤炭需求量的增加，各地区煤矿开采深度逐渐增加，煤炭采掘面深度越深，煤矿巷道受到的压力就越大，其稳定性和坚固性越差，直接影响煤矿工人的生命财产安全，也严重影响煤矿的生产效益。因此必须针对巷道采取安全措施，高强支护技术应运而生。高强支护技术的出现，有效加固了巷道，减少了安全生产事故的发生，使煤矿工人的生命财产得到了有效保障。
关键词：采煤掘进；高强支护技术；应用
引言
随着对煤炭资源需求的上涨，煤矿开采作业任务不断增加，为了确保在进行深井作业时煤矿工人的安全，需要对高强支护技术展开科学合理的运用。特别是针对一些地质条件特殊的采矿区，由于岩层结构缺乏良好的稳定性，因此在进行实际开采时必须通过高强支护技术来保障开采作业的安全。
1高强支护技术概述
1.1高强支护技术定义
煤矿开采过程中经常需要在复杂的地质环境下进行采煤掘进作业，在此过程中利用钢丝网、喷砼、锚杆以及锚索等技术对巷道围岩进行加固的手段就是高强支护技术。树脂锚杆是目前采煤掘进高强支护技术中较为常用的一种材料，改材料具有性价比高、支撑性能良好、便于运输安装的优势。我国地域辽阔，一些复杂地质条件下的土层结构较为脆弱，采煤掘进的难度较高，高强支护技术的应用可以显著提高巷道的稳定性和作业的安全性。
1.2高强支护技术应用原理
主动支护是实现高强支护作用的必要条件，通过在采掘巷道顶部的高强支护，当最大预应力出现是高强支护装置可以自动开启预应力承载结构，利用传递出的应力抵消部分的垂直应力，通过围岩强度的降低控制岩壁变形，进而提高巷道内壁的抗变形和抗压能力，以达到加固巷道围岩的稳固性的目标，提高采煤掘进作业的安全性。高强支护技术的本质就是应力的传递和转移，因而高强支护装置也常被称作预应力承载梁。在实际的煤矿开采中可以通过增加锚杆长度和承载力的方式实现主动高强支护。
2采煤掘进过程中巷道的破坏分析
在煤矿开采的过程中，巷道既是工作人员的出行通道，同时也是矿石和开采设备的运输通道。在施工作业的过程中巷道最容易受到外部因素的影响，巷道受到破坏的区域主要集中在巷道的侧面、底部、顶面，其中任何一个区域出现变形破坏，都会影响到煤矿开采的工作质量。在采煤掘进的过程中由于水平结构的应力过大，在该应力的作用下，巷道底面的岩石结构就会出现变形，从而出现巷道底板的变形。在采煤掘进施工中直接破坏了岩石原本的结构稳定性，巷道侧面的岩石就会受到更大的压力，从而出现剪切变形。在煤矿开采的过程中巷道的顶面一旦出现了变形问题，直接影响到了采煤工作的安全性，在顶板变形的影响下，采煤冒顶事故的发生概率明显提升。巷道顶板变形的主要成因是岩石内部的横向作用力与岩石自身的重力，在结合之后对巷道的承重梁施加的外力。在该外力的作用下，承重梁出现一定的弯矩，加速了承重梁的变形量，从而使得巷道顶板发生严重变形，直接影响到采煤掘进工作的正常开展。
3采煤掘进中高强支护技术的应用
3.1锚杆支护技术
在进行巷道围岩支护过程中，锚杆发挥着联接、组合、加固的作用。首先是联接作用。对于岩层、岩块稳定性不强情况下，通过与锚杆连接，且锚杆尽可能地向稳定的岩层深入，进行稳定支护。其次是组合作用。结合锚杆组合成为梁、拱的形式，对相应厚度岩层进行支、固定，预防岩层发生坍塌与滑移现象。最后是加固作用。通过对锚杆群进行规律化设计，与巷道附近的围岩进行粘结起来，进行挤压式支护，形成一个环形承载、支护结构。与其他结构支护有所区别，锚杆支护侧重与防御性支护，因此该项技术的实际应用，需充分考虑结合巷道中岩层、断面等的不同性质、形状，进而采取相应的锚杆布置模式，同时根据巷道、围岩承载情况、年限要求等开展锚杆的设计工作。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，应确保锚杆空顶距离保持在1.5m以内，喷射混凝土加固以预防围岩风化、脱层。
3.2光爆锚喷网技术
该项技术的应用原理主要是利用锚杆加固拱作用，实现对围岩薄弱部分进行改善，进而增强围岩抗剪力，提高对巷道的支护强度。在巷道的深部围岩处设置加固拱结构，提高围岩处的稳定性，同时有效预防了巷道上方围岩发生松动、变形，有效确保了煤矿开采工作的效率与安全性。同时，对于可能发生冒落的围岩，可以利用锚杆的悬吊功能使其固定在相对坚固位置上，在利用锚杆支撑作用对其进行支撑并负担该部分围岩产生重载荷。除此之外，锚杆支护具备一定补强作用。将锚杆加设在巷道周边，可以降低巷道深处围岩的荷载，进而增强周边围岩强度，同时降低了围岩所受到的应力。光爆锚喷网技术通过将锚杆支护在层状岩层处，与薄岩层组合成为组合梁的结构形式，增强了巷道承载能力，更好的确保煤矿开采的安全性。
3.3喷射混凝土支护技术
高强支护方案中超高强喷射混凝土支护技术是关键的技术之一，该支护技术主要是通过水泥包裹砂浆与干式混凝土的喷射。在水泥包裹砂浆的混凝土喷射支护技术应用的过程中，主要是将喷射的混合物在压缩空气的处理下，有效的喷射到巷道围岩表面，从而很好的对围岩进行加固处理，避免巷道围岩由于自然环境的影响，出现风化的情况。而干式混凝土喷射是将混凝土、水泥、水、速凝剂等物料进行有效的搅拌的，然后再利用砂浆机将最终的混合物喷射到围岩表面，实现加固支护的工作目的。在采煤掘进工作正式开展之前，需要对支护区域的实际情况进行系统详细的勘查，然后根据勘查的数据资料，制定科学合理的支护技术方案，选择最佳的高强支护技术。
3.4光爆锚喷支护技术
在煤矿巷道进行光爆锚喷支护处理的时候，需要进行严密的设计与论证，主要的设计工作包含了炮孔的距离、炸药的烈度、不耦合指数等，在全面系统的考量之后，才可以开展相关的工作，从而提高巷道光爆锚喷支护施工的质量与安全。
3.5联合高强支护技术
这项支护技术主要是通过对锚背支护、U型钢支架支护技术的联合应用，支护强度较高，在保障巷道深部结构较好完整性的同时，有效地预防巷道发生变形造成不稳定、不安全问题。除了能够避免巷道深处出现形变，联合高强支护技术的应用对于巷道顶端及侧向形变问题还能够进行有效预防。利用锚背支护与U型钢支架组合应用的联合高强支护技术，能够内外兼顾地发挥支护结构的支撑作用，更加充分地保障围岩、巷道顶板等的稳定性与安全性。
4高强支护技术应用注意事项
（1）高强支护技术的应用过程中，对于煤矿巷道的建立、拓宽，施工人员必须结合煤矿工程实际，做好对各类参数的计算与应用，加强管控措施对结构的支护功能进行优化处理，增强巷道结构的安全性。
（2）在支护结构构件初期，工作人员应注意巷道是否出现变形、裂缝情况，并对其进行科学的处理，将形变控制在有效范围内，保障支护结构的有效性。
结语
高强支护技术的应用，对于煤矿采煤掘进工作而言是一项极为重要的支护措施与安全保障措施。只有充分了解与掌握高强支护技术的应用原理及应用措施，根据实际情况制定合理的支护方案，才能充分发挥高强支护技术的作用，从而提升巷道、围岩的承载性能，保障采煤工作的安全、高效展开。
参考文献：
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[2]王孝龙.煤矿采煤掘进中高强支护技术的应用探讨[J].机械研究与应用，2018（3102）：181-182+185.
[3]刘丽杰.煤矿采煤掘进工作中高强支护技术应用研究[J].能源与节能，2017（04）：158-159.
论文作者:张剑锋
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：巷道论文; 围岩论文; 技术论文; 煤矿论文; 锚杆论文; 结构论文; 岩层论文; 《基层建设》2019年第12期论文;