矿山采掘中的高强支护技术探索

王延波

（辽源矿业集团矿建工程有限责任公司，吉林 辽源 136201）

矿产中煤炭具有良好的燃烧性，并且可以长期储存，不容易变质，一直以来都被人们广泛的运用。在社会经济日益发展的今天，人们的日常生活和工作生产对煤炭的需求使用量不断加大，所以对于煤矿开采的深度也就越来越大。随着煤矿开采的深度不断增加，开采难度也会相对加大，其不确定的危险因素也就越多，在每场采掘中，施工人员的安全问题一直是人们关注的焦点问题。目前采用支护技术来增加煤矿开采的安全性，煤矿采掘的越深，所需要的支护技术强度越高，为了保证眼睛里的结构具有更好的稳定性，需要对高强度知乎技术进行探究[1]。

1 简述高强支护技术

（1）高强支护技术的含义。支护技术是通过专业的支护工具结合使用，共同完成对施工地点的支护工作，一般使用在地形环境较为复杂、危险系数较大的矿产采掘之中。高强支护技术是传统支护技术的一个升级，具有经济适用、安全性高的特点，在支护工作中受到了广泛的应用。它保证了提高矿井周围的岩石壁具有更强的稳定性，同时，也增强了矿井中各个通道的稳定性，避免了因保证稳定性而造成的通道结构设计不合理的现象，地下通道的承载能力也相对得到了很大提升。高强支护技术更适合用于煤矿的采掘之中，煤矿中的地质结构复杂，并且有较多的煤层，煤层具有疏松柔软的特点，正常使用的控制顶板会因此而出现变形的情况，高强支护技术很好的改善了这一不足。支护技术的强度主要是由所使用的支护装置所决定的，支护中所用到的锚杆所使用的制作材料、杆体的长度和直径、杆尾的制作工艺以及杆体的强度都影响着支护的强度。通过近几年我国对于锚杆等支护装置的研究和开发，研制出了性价比更好、内部结构更加稳定的支护装置，其中锚杆制作中一般使用优质钢材或树脂等高分子材料，在支护工作中使用比较多的五纵筋左旋螺纹锚。

（2）高强支护技术的相关原理。总的来说高强支付技术采用的是传统支护技术所使用的基础工作原理，具体的应用方面的设计还需要根据实际情况来决定。一般情况下，所要支护的范围直径需要考虑支护装置所能达到的承载能力和固定能力，然后根据悬吊的基本原理来进行主动支护工作。锚杆在矿井中的排列间距需要在标准范围内进行设置，高度需要根据实际的矿井情况来决定，对于深度较低、没有严重地质问题的煤矿，一般会使用普通锚杆。在实际的采掘工作中，需要设计出合适的支护技术，保证通道岩石的稳定性以及预应力达到最好的效果。高强支护技术最初常常被用在矿井内部通道的顶部支护，使顶部即使在变形的情况下，也可以保持较好的稳定性。支护技术可以将用力进行展开和分散，从而缓解和集中部分地方的压力，从而达到互相消除的目的。高强支护技术不仅是在表面上保证了矿井内部的稳定性，还可以控制通道内的岩石在采掘过程中的变形量，使施工安全从根本上得到保障，其经济效益也很乐观[2]。

（3）高强支护技术所具有的优势。第一，采用高强支护技术的最主要目的就是保证施工过程中的安全问题，它工作时具有较强的稳定性，很少受到其他因素的干扰，所以在支护工作中可以达到很好的效果，对增强开采过程中的安全质量有着很大的帮助。第二，在煤矿开采中，岩石变形是非常常见的问题，这一问题的出现会影响煤矿的开采进度以及经济效益，高强支护技术就可以对岩石变形这一问题进行有效的控制。借助矿井内通道以及通道的墙壁岩石自身所具有的优势，与自己的优势相结合，使支护承载力达到所需要的要求，从而改善岩石变形的问题。第三，由于高强支护技术可以有效的改善矿井内的通道结构，从而大大缩短了通道的施工时间，这就意味着施工成本的降低。除此，高强支护技术所使用的装置所占用的面积较小，也可以在一定程度上节约工程建设的资金投入，减少了公司因资金问题而造成采掘进度拖延的情况发生。第四，高强支护技术所需要使用的设备相对简单，有利于工作人员的安装和操作，简化了工作人员的工作任务，同时，也改善了矿井中的施工环境。第五，高强支护技术的实际应用成本较为经济，且从实质上提高了煤矿采掘中的工作效率，安全质量也得到了保障，具有很高的性价比，值得被广泛的应用[3]。

2 矿山采掘中的高强支护技术目前所存在的问题

在实际的矿山煤矿开采过程中，采掘的安全问题和施工的质量问题是最重要的两个问题，需要通过合理的方案和技术进行有效的解决。现在高强支护技术在实际的使用中还存在着一部分的问题，但是我国企业对于高强支护技术的使用已经非常普遍，所达到的效果也有了十分明显的提升。在支护工作的初期阶段所遇到的岩石结构不连续的变形时，可以通过改变周围岩石的受压程度，使变形问题得到有效的控制。高强支护技术对于矿井的承载力进行一定的控制，保证矿井内通道墙壁的岩石具有较好的完整性，减少外围岩石的破坏。

目前，一些区域的煤矿采掘中高强支护技术还没有被广泛的应用，其主要原因是这些区域内的地形环境较为复杂、地质结构也非常特殊。

在实际的支护工作中，通道的顶部会因为承受过大的应力而产生较为明显的变形，出现矿井通道变形收缩的问题，这个问题的出现，对后续的采掘施工都会产生一定影响。还有一种较为特殊的情况是沿空进行通道的采掘，在这一过程中，经常会出现矿井通道严重变形的现象，并且在回采的过程中会加重这一问题的情况，通道内的空间收缩率甚至达到了一半以上，给通道的后续使用造成了更大的不便。严重的情况下，还有可能出现安全事故等问题，威胁着工作人员的人身安全和企业的财产安全。

3 矿山采掘中对高强支护技术的应用

在矿山煤矿进行高强支护工作之前，首先要对施工项目做好充分的了解，收集施工当地的地质和环境材料，再对这些资料进行综合性的分析，根据实际的工作情况，来设计支护方案以及完成相关的工作内容。在矿井采用高强支护技术的初期阶段，墙壁岩石大多是结构性不连续的变形，真的这一问题我们可以通过应力支护来进行解决，进行间断性的变形，可以控制住一部分的破坏。这时矿井内通道墙壁的岩石会得到很大的压力，通过这些压力支护技术可以对其进行有效的控制。同时，需要确保锚杆所支撑的周围没有被破坏的岩石，是由锚杆所支撑的区域内，所承受的相对应力可以达到最大，也降低了因压力过大而造成的破坏率。高强支护装置中的延伸杆，可以在很大程度上对墙壁岩石的变形程度进行控制，在最开始控制岩石变形量的时候，可以加大锚杆的阻力，这样可以提高延伸杆在支护工作中的效率，控制好岩石的实际变形程度。

对于顶板岩和松动圈的分析，是煤矿在采掘之前，所要分析的第一个内容，接着根据所分析出来的内容，根据数学的相关知识进行精确的计算，最后结合最终的结果对锚杆的长度进行选择，选择最合适的锚杆，可以保证其工作效率达到最高。将高强支护技术应用到煤矿采掘之中，可以使开采过程中的安全问题得到有效的提升，同时也有效提高了煤矿开采的效率，解决了煤矿开采成本过高的问题，具有很高的性价比。高强支护技术大多会采用在需要采掘较深的煤矿资源的工程之中，通过对延长强度的分析，可以建立一个系统的回路，方便了后续的工作进程。具体的高强支护施工方案，需要对实际的现场情况进行分析和了解，完成好相关工作的进行。

实际的采掘工作中对于高强支护技术的应用，需要建立一个完善的支护工作监测系统，健全支护监测体系制度，监测系统可以对施工地点的岩石、地质以及环境信息进行收集和整理。实时的掌握工作过程中的岩石动态变化，及时准确掌控资料信息，确保可以及时应对不同的状况出现，不断地对支护工作进行改进，保证煤矿采掘的进度和质量安全。

4 结束语

目前，我国无论是工业生产还是人们的日常生活，还是将煤矿资源作为主要的燃烧材料，被大量的投入使用，且使用量一直在随着经济的发展而增加。在未来的很长一段时间内，煤炭的地位都不会被取代，但煤炭资源却在减少，所以对煤矿的深度采掘越来越多。在采掘过程中，高强支护是重要的一个环节，是煤矿采掘中经济效益与质量安全的重要保障，所以企业要想更好、更长远的发展，就要重视高强支护技术的应用，不断地完善和改进。